能源互联网下的储能——北京海淀北区能源互联微网
程 林 chenglin@tsinghau.edu 清华大学电机工程与电子技术系 2015年10月
目 录
项目背景、意义
海淀北区能源需求和现状能源规划
二
能源互联微网整体方案
三
一
能源互联微网效益分析
四
主要结论
五
第一 项目背景、意义
项目背景、意义
能源互联微网建设背景
能源互联网与传统能源网的区别
传统能源网
能源互联网
多能源
需求侧
电网
负荷平衡
运营模式
信息
一、物理基础：多能互联能源网络 Interconnected Energy Network 二、实现手段：信息物理能源系统 Cyber-Physical Energy Systems 三、价值实现：创新模式能源运营  Energy with Internet Business Model
三个层级：初识能源互联网
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能源互联网的理解
多能互联能源网络——能源转换是多能互联的核心
6
6
不同类型能源的转换（切换）：
不同承载方式的能源的转换（变换）：
能源互联网的理解
多能互联能源网络——局域综合能源网（能源局域网）
7
能源 消费
能源 存储
能源 生产
外部 能源
燃气公司
热力公司
工商业
居民
电网公司
电能自供率 > ？ 新能源占比 > ？ 综合能源利用效率 > ？
光伏
燃气发电 冷热联供
储能
蓄冷/热
垃圾/沼气发电
风力
局域能源互联网络
纵向贯通：技术、标准、市场
横向贯通：电、热、气、储
能源互联网的理解
多能互联能源网络——广域能源互联（远景）
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以局域综合能源网为基本节点，以电网、管网为广域骨干网架，能源网实现广泛互联。
能源互联网的理解
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能源需求增涨迅猛，同时，也存在着大量的浪费能源
据有关部门统计： 弃风，如：2013年弃风量达到162亿度，占风电上网电量的11% 弃光，光电容量达1.0GW(100万千瓦)，白天弃光30%，而晚高峰时无法供电； 弃水，约6000万千瓦小水电(径流式)平均弃水率 50%～60%；大中型水电站年弃水量巨大，如：新安江、富春江大量弃水等； 弃热，工矿企业工业余热浪费严重
如何通过储能手段，解决产能和用能在时间和空间上的不匹配，优化能源结构，是能源互联网研究的重点
能源互联网的理解
大规模储能技术：抽水储能、压缩空气、液流电池、锂离子电池、先进铅酸电池和钠硫电池
各种储能技术及适应规模——当前主要以电储能和物理储能为主：
能源互联网的理解
系统效率，可靠性，安全性，成本（建设，运维，回收利用）和环保等问题
储热
显热储能
潜热（相变）储能
跳出电储能的范畴，从更广泛的能源系统来考虑该问题
储能的概念可以进一步扩展
相变储能是利用材料在热作用下发生物理状态的改变而产生热量储存和释放的过程。
显热储能是利用储热材料的热容量，通过升高或降低材料的温度而实现热量的储存或释放的过程。
能源互联网的理解
相变储能技术介绍
相变储能是利用材料在热作用下发生物理状态的改变而产生热量储存和释放的过程。特点：
储能密度高、可控性强、效率高 多种相变材料满足不同温度需求
能源互联网的理解
能源互联网的理解
相变储能技术可以在智能电网、电力系统调峰、分布式能源、可再生能源、低碳建筑、工矿企业余热利用，方面发挥重要作用 相变储能技术近年来已经被越来越多的，国内外专家学者、各大院校、研究机构、公司所重视
众所周知，每天晚上11时至凌晨7时处于用电低谷，大部分发电企业都要减少发电量，这就出现了火电压机、水电弃水、风电弃风等现象，造成大量的能源浪费。而到了白天就会出现用电高峰，电力紧张。如果采用储能技术，就可以不受时间的影响继续满负荷发电，为发电企业及用电企业带来大量的经济效益，同时也能减少对电力负荷的投资，降低负荷率，更好的合理利用资源。