1、模块八 蓄能装置的维修与保养,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,2,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,学习背景 风电储能技术通过风电的转换储存，不仅可以向电网提供高品质的能源，而且也可以增加风电的运行效益，从而提高风电在能源市场中的竞争力，促进我国风电产业的发展。因此高效，安全，可行性高的蓄能装置对于风力发电厂显得尤为重要。目前正在研究的电能储存技术有:蓄电池储能技术，超级电容器储能技术，压缩空气储能技术，超导储能技术，抽水储能技术和飞轮储能技术 。,3,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,能力目标 （1）了解可用于风力发电系统的蓄能装置种类； （2）掌握各种蓄能装置的工作原理及优缺点； （3）
2、能够视具体情况为不同的风力发电系统选用合适的 蓄能装置。,4,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,基础知识 1蓄电池储能技术 利用电池正负极的氧化还原反应进行充放电 铅酸电池 镍氢电池 锂离子电池 钠硫电池 全钒液流电池,5,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,2超级电容器储能技术 根据电化学双电层理论研制而成，可提供强大的脉冲功率，充电时处于理想极化状态的电极表面，电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子，使其附于电极表面，形成双电荷层，构成双电层电容。由于使用特殊材料制作电极和电解质，这种电容器的存储容量是普通电容器的20倍1000倍，同时又保持了传统电容器释放能量速度快的特点。 双电层电容器(D
3、LC) 电化学电容器(EC),6,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,3压缩空气储能技术 利用电力系统负荷低谷时的剩余电量, 由电动机带动空气压缩机，将空气压入作为储气室的密闭大容量地下洞穴，即将不可储存的电能转化成可储存的压缩空气的气压势能并储存于储气室中。当系统发电量不足时, 将压缩空气经换热器与油或天然气混合燃烧, 导入燃气轮机作功发电, 满足系统调峰需要。,7,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,4超导储能技术 利用由超导线制成的线圈，将电网供电励磁所产生的磁场能量储存起来，在需要时再将储存的能量送回电网或作它用。电流在超导线圈构成的闭合电感中不断循环，不会消失。 无损耗储存能量，能量返回
4、效率很高； 能量的释放速度快，通常只需几ms； 可使电网电压、频率、有功和无功功率容易调节。,8,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,5抽水储能技术 利用电力系统负荷低谷时的剩余电量，由抽水储能机组作水泵工况运行，将下水库的水抽至上水库，即将不可储存的电能转化成可储存的水的势能并储存于上水库中。当电网出现峰荷时，由抽水储能机组作水轮机工况运行，将上水库的水用于发电， 满足系统调峰需要。 纯抽水储能电站 混合式抽水储能电站,9,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,6飞轮储能技术 将电能转换成飞轮运动的动能，并长期蓄存起来，需要时再将飞轮运动的动能转换成电能，供电力用户使用 。 主要包括3个组成部分
5、蓄存能量用的转子系统； 支撑转子的轴承系统； 转换能量和功率的电动发电机系统。,10,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,操作指导 1蓄能装置的选用原则 在风力发电中，储能方式的选择需考虑额定功率、桥接时间、技术成熟度、系统成本、环境条件等多种因素 超级电容器、高速飞轮、超导、钠硫和液流电池储能系统能使风电场的输出功率平滑，在外部电网故障时能够提供电压支撑，维护电网稳定 铅酸电池、新型钠硫和液流电池储能系统具有调峰功能，比较适合风电的大规模储存 采用超级电容器和蓄电池、超导和蓄电池、超级电容器和飞轮组合等混合式储能系统，能够兼顾电能质量管理和能量管理，提高储能系统的经济性，是比较可行的储能方案。
6、,11,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,12,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,2应用于风力发电系统的各蓄能装置的优缺点1）蓄电池储能技术 优点：储存效率高，占地面积小，建设工期短；可建在负荷中心；负荷响应快；无振动、噪声，符合环保要求。 缺点：蓄电池的容量很难有突破，只适合离网型小型风电机组使用；废弃电池难以处理，容易对环境造成污染，例如其中的镉离子有毒。 2）超级电容器储能技术 优点：高功率密度 ；充放电循环寿命很长；充电时间短；储存寿命长；高可靠性。 缺点：体积比较大，与体积相当的电池相比，它的储电量要小。,13,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,3）压缩空气储能技术 优点：运行方式灵
7、活, 启动时间短, 污染物排放量、运行成本低。 缺点：需要深挖地下空洞，投资较大。 4）超导储能技术 优点：占地面积少，建造地点不受地形限制；储能密度高，调节功能强，可抑制低频震荡，使系统频率稳定；清洁高效，根本无废弃物。 缺点：初期投资大, 但单位蓄能量的造价低；冷却技术较复杂；强磁场对环境可能有影响。,14,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,5）抽水储能技术 优点：运行方式灵活, 启动时间较短, 增减负荷速度快, 运行成本低 。 缺点：初期投资较大,工期长,建设工程量大，远离负荷中心,需要额外的输变电设备以及一定的地质和水文条件 。 6）飞轮储能技术 优点：效率较高；建设周期短；可安装在负
8、荷中心附近，不增加输变电设备；可进行模块化设计制造；单位建设成本约为抽水蓄能电站的一半 。 缺点：技术尚未成熟；需要复杂的制冷、真空系统 。,15,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,3蓄能装置接入风力发电系统1）单台风力发电机直流侧并联,16,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,2）风电场交流侧并联,17,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,3）风电场HVDC输电直流侧并联,18,任务一 蓄能装置的种类及选用原则,触类旁通 1）假设你现在是一家风力发电机公司的销售人员，有一位客户想向你购买一台10 kW的风力发电机作为家用，委托你全权负责为其配置其他相关组件，你该如何为这位客户配备合适的蓄能装置，才能使客户满意？ 2）某市滨江临海，风能资源十分丰富，市政府决定在沿海一带建立风力发电场，一期计划投入50台风力发电机（单机容量1500 kW），现命你为该风电场配备蓄能装置。,Thank You !,
