锂离子电池在新能源发电储能方面的应用

在电网储能应用方面，2013年我国（宜春）锂电新能源产业国际高峰论坛（ABEC2013）组委会邀请到了国家电网我国电力科学研究院（ChinaElectricPowerResearchInstitute）超导电力研究所所长兼电工与新材料研究所副所长来小康做了《锂离子电池在新能源发电储能方面的应用》的主题演讲。

来小康认为，储能技术是涉及多学科的不断更新换代的战略性前沿技术，是智能电网的重要技术支撑。在电力系统的发电、输电、配电、用电等各个环节都可以用到储能技术。在发电环节，储能技术对大规模可再生能源接入有重要意义，它可以起到的重要用途有：①平滑功率输出，降低功率波动越限概率（风电的不稳定对电网系统的重要影响是电压问题，容易造成电压越限，甚至造成电压失稳）以及爬坡率（ramprate）（传统机组的爬坡率往往难以平衡可再生能源带来的大幅度短时间功率波动）；②发电计划跟踪能力，缩减预测功率输出误差；③削峰填谷。

在客户端用电环节起的用途重要有：①分布式电源接入；②削峰填谷；③应对灾变，保证供电可靠性；④满足特殊负荷的电能质量需求。处于发电和用电之间的输电和配电环节属于电网的范畴，在传统电网升级与变革（即智能电网）方面，储能技术的应用可以使得电网灵活配置能源供应，提高现有输配电网络利用率，同时可延缓输配电设备投资。

来小康认为，储能的引入，颠覆了电力系统“发电、输电、配电、用电”各环节时刻“供需平衡”的运行原则，电力网络传输形态也倾向于由“功率传输”转化为“能量传输”，而引起这一系列变化的关键因素在于“t”，即“时间因子”的介入。时间因子是储能的重要特性参数之一，在储能系统技术指标中表现为用途时间（Durationtime），可划分为三个时间尺度范围描述：①短时间：分钟级以内；②中期：分钟～小时级；③长期：小时级～日级。其中，分钟～小时级和小时级～日级情况下储能系统的关注要素见表1。

表1-1中的万次以上循环寿命并非指深度充放电状态下的循环寿命，和我们平常所说的不太相同，这也就意味着现有的锂离子电池技术是可以满足这个需求的。从表1可以看到，现有的各种储能技术在电网储能中基本上都能找到市场，其中锂离子电池可用于分钟～小时级和小时级～日级，但其主战场还是在分钟～小时级上面。国家电网已经在大规模尝试将锂离子电池用于分钟～小时级的电网储能，典型案例就是张北风光储输项目（位于河北省张家口市的张北县和尚义县境内，是国家“金太阳”项目重点工程）。

在对磷酸铁锂离子电池储能并网特性的研究方面，试运行结果显示，磷酸铁锂离子电池系统可以额定功率在电池系统SOC的0～100%区域进行充放，充放电特性非常好，明显优于铅酸电池等其他化学电池。而且，磷酸铁锂离子电池系统的自放电率仅为3%/月，也大大优于铅酸电池。至于磷酸铁锂离子电池储能系统的运行维护情况，来小康透露，运行状况可以自动化监测，但每3个月左右要进行一次慢速满充维护管理。同时，安全隐患因素依然存在。目前电池安全预警技术缺失，电站消防措施也不尽完善，今后要在这些方面深入研究。