一、 储能技术的发展现状
锂离子电池作为主流的储能技术,尽管在电动汽车和便携式电子设备中得到广泛应用,但在大规模电力储能领域,其产品寿命、安全性(如火灾和爆炸风险)以及储能时长的限制成为其普及的障碍。面对未来电力系统中可再生能源比例超过50%的场景,锂离子电池难以满足长时间(十几小时乃至几天)和GW级别的储能需求。
二、替代储能技术的探索
三、液流电池的优势
液流电池在这一背景下显得尤为重要。液流电池在技术特点上是最接近压缩空气储能和抽水蓄能的技术路线。它通过在两个容器中存储液体电解质,并在充放电时使这些电解质在电池的两个部分之间流动,从而存储和释放能量。
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分离的能量和功率
由于液流电池的能量(电解液)和功率(电池堆)是独立的,可以根据实际需求独立扩展,这种设计降低了扩展成本,用户可以根据需要选择增加储能容量或输出能力,而不必替换整个系统。
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0V起充、快速响应
由于其结构,液流电池可以在几乎完全放电的状态下开始充电,这是其从0V起充的特性。 液流电池独特的电气特性,如低电压和大电流,以及从0伏起始充电的能力,使得它们特别适合用于需要大规模能量存储和高度可调节性能的应用。
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长寿命和低替换成本
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四、液流电池储能的技术配置
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串联共用电解液结构:将多个VRFB单元通过串联连接,所有电堆共享同一电解液。 -
串联独立电解液结构:每个VRFB单元的电堆和电解液独立运行,保证单元间无流体相互干扰,提升系统的灵活性和便捷性。
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集中式储能一般功率高,容量大,独立配置功率调节系统(PCS),直接与电网耦合,便于调度控制。例如,在大型风电场或光伏电站,可在变电站出口集中配置储能。 -
分布式储能一般功率低,容量小,可考虑将其PCS与分布式发电单元并网装置在结构上进行复合。分布式储能虽然配置分散,但如果按照集中控制,统一调度的原则运行,在抑制可再生能源发电功率波动、稳压、调颊等方面也可以取得较好的控制效果。
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五、结论
随着可再生能源在电力系统中的比重逐渐增加,寻找能够满足长时间、大容量储能需求的技术变得尤为关键。液流电池以其独特的技术优势和灵活的配置方式,为未来的电力系统提供了一个可行的解决方案,特别是在解决可再生能源发电的间歇性和不确定性方面显示出巨大潜力。
参考资料:稳利达电力电子、Flow Battery 储能
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原文始发于微信公众号(艾邦液流电池网):解析液流电池储能的技术配置与应用优势
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