電力儲能是智能電網的重要支撐技術之一。通過在電力系統中新增存儲環節，使得剛性的電力系統變得更加柔性，通過儲能，能夠平抑大規模清潔能源發電接入電網帶來的波動性，提高電網運行的安全性、經濟性和靈活性。同里綜合能源服務中心在能源生產側開展了預制艙式儲能、壓縮空氣儲能等項目，通過儲能技術實現清潔能源的綜合開發和高效利用。

什么是儲能

儲能技術是實現能量雙向流動的有效載體，是保障風能、太陽能等清潔能源大規模發展和電網安全經濟運行的關鍵技術。以太陽能光伏發電為例，往往在中午發電功率最高，但是在中午，用電需求并不高，這時假如沒有儲能，光伏發電就將白白浪費。采用了儲能以后，就可以把這個時候不用的光伏發電量儲存起來，等到用電高峰如晚上七八點鐘，再把電量釋放出來，實現光伏資源的最大化利用，提高可再生能源的利用水平。

按照儲能載體技術類型，大規模儲能技術可分為機械類儲能(抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能)、電氣類儲能(超導磁儲能、超級電容器儲能等)、電化學儲能(高溫鈉系電池、液流電池、鉛碳電池、鋰離子電池等)、熱儲能(儲冷技術、化學儲熱技術等)、化學類儲能等。

超大型充電寶預制艙式混合儲能系統

預制艙式儲能系統由兩套混合儲能系統組成。一套含20千瓦15秒超級電容儲能和200千瓦2小時鋰離子電池(可用電池容量為400千瓦時)，通過375伏直流母線接入系統;另一套含80千瓦15秒超級電容儲能和400千瓦2小時鋰離子電池(可用電池容量為800千瓦時)，通過750伏直流母線接入系統。

在系統設計時，通過技術、經濟及實用等多角度全面考慮，最終選取超級電容和鋰離子電池組成混合儲能，以滿足區域微電網對儲能響應速度和能量密度的雙重要求。預制艙式結構具有占地面積小，模塊化，便于安裝、運輸、維護等優點。

【設計師專訪】

吳濤，預制艙式儲能系統設計師，國網江蘇省電力有限公司營銷部，工程師，碩士。

●記者：在設計預制艙式儲能系統時，選擇了超級電容和鋰離子電池組成混合儲能，為何選擇超級電容儲能，而不是超導儲能或飛輪儲能?

●吳濤：每種儲能方式有各自的優缺點。

飛輪儲能利用高速旋轉的飛輪將能量以動能的形式儲存起來。要能量時，飛輪減速運行，將存儲的能量釋放出來。不足之處是：能量密度不夠高、自放電率高，如停止充電，能量在幾個到幾十個小時內就會自行耗盡。

超導儲能是利用超導體的電阻為零特性制成的儲存電能的裝置。超導儲能系統包括超導線圈、低溫系統、功率調節系統和監控系統4大部分。不足之處是：超導儲能的成本很高(材料和低溫制冷系統)，可靠性和經濟性也是重要制約因素。

超級電容器儲能用活性炭多孔電極和電解質組成的雙電層結構獲得超大的電容量。超級電容器的充放電過程始終是物理過程，充電時間短、使用壽命長、溫度特性好、節約能源和綠色環保。不足之處是：與電池相比，其能量密度相對較低，直接導致的就是續航能力差。

超級電容能量密度低，但響應速度快;鋰離子電池響應速度慢，但能量密度高。綜合發揮兩者的優勢，我們設計超級電容和鋰離子電池混合儲能系統，可同時滿足微電網系統對能量特性和功率特性的需求，提高分布式電源的安全并網運行能力，解決微電網電壓和頻率波動問題。

●記者：在您提到各種儲能方式時，都會提到功率特性和能量特性的概念，您能講講究竟什么是功率特性和能量特性嗎?

●吳濤：打個比方，我們都了解現在的電動汽車用動力鋰電池儲存電能，為電動汽車的啟動和行駛供應能量。其實，電動汽車的啟動和平穩行駛對電能的需求特性是不同的。在啟動階段，要短時供應大功率(這就是功率特性需求)，這樣能夠快速啟動并完成加速，假如采用超級電容儲能方式來供電，利用其快速響應的特性，就能夠有效解決電動汽車起步肉的問題。而平穩行駛階段，要持續供應穩定的電能供應(這就是能量特性需求)，這時候利用鋰離子電池供電，利用鋰離子電池的高能量密度，就能夠持續為電動汽車供應能量，保證汽車的續航里程。

空氣電池壓縮空氣儲能

壓縮空氣儲能技術具有儲能容量大、成本低、壽命長、無污染、無地理條件限制等優勢，可有效解決新能源規模化消納、調峰填谷等問題。壓縮空氣儲能項目采用了液化空氣儲能的技術路線，裝置具有夏季供冷、冬季供暖及高潔凈度供風等多種服務模式。裝置可為園區供應500千瓦時的電力，夏季供冷量約2.9吉焦/天，冬季供暖量約4.4吉焦/天，滿足2500平方米用戶供熱供冷要求。

【設計師專訪】

王樂，負責同里綜合能源服務中心壓縮空氣儲能與冷熱電潔凈空氣綜合利用項目設計、執行，高級工程師。

●記者:壓縮空氣儲能系統是世界首套空氣電池，相當于是一個能源空調。您能介紹一下壓縮空氣儲能裝置的結構和工作原理嗎?

●王樂:壓縮空氣儲能裝置由壓縮液化單元、蓄冷蓄熱單元和膨脹發電單元組成。儲能時，將谷電或富余電能轉化為液態空氣存儲;釋能時，通過膨脹發電機組對外輸送電力。工作過程中，可通過回收利用壓縮過程中的余熱以及膨脹過程中的余冷提升系統效率，與傳統和絕熱壓縮空氣儲能技術相比，具有儲能密度高、占地面積小等特點。壓縮空氣儲能裝置能夠在儲存能量的同時進行溫度調節。同時，它還是個不錯的空氣凈化器。

創新特色：

01實現園區冷熱電氣綜合供給。通過能量梯級利用，利用溴化鋰制冷和膨脹制冷等技術，實現供熱、供冷、供電、供潔凈空氣，滿足用戶多樣化能源需求。

02超低溫蓄冷技術?？朔迌葴囟染换瘑栴}，研制了可實現低品位冷能儲存和利用的深冷儲冷裝置，儲冷最低溫度可達-150℃。

03低損耗換熱技術。采用板翅式換熱器設計方法，設計了緊湊型的高效蒸發器，實現了高壓力、小溫差換熱。