史美惠++畢少華
所謂儲(chǔ)能,主要是指電能的儲(chǔ)存,主要方式分為化學(xué)儲(chǔ)能(如電池),電磁儲(chǔ)能(如超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能等)和物理儲(chǔ)能(如抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能)三大類(lèi)。
儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)簡(jiǎn)述
可以采用反復(fù)充電的干電池,如鎳氫電池,鋰離子電池等是我們最熟知的儲(chǔ)能器材,無(wú)論是手電筒、手機(jī)、平板電腦、照相機(jī)都離不開(kāi)它。大功率場(chǎng)合一般采用鉛酸蓄電池,主要用于應(yīng)急電源、汽車(chē)、摩托車(chē)以及電廠富余能量的儲(chǔ)存。
學(xué)過(guò)物理的人都知道,電感器本身也是一種儲(chǔ)能元件,其儲(chǔ)存的電能與自身的電感和流過(guò)它本身的電流的平方成正比。由于電感在常溫下具有電阻,電阻要消耗能量,所以很多儲(chǔ)能技術(shù)采用超導(dǎo)體。此外,電容器也是一種儲(chǔ)能原件,其儲(chǔ)存的電能與自身的電容和端電壓的平方成正比。電容儲(chǔ)能容易保持,不需要超導(dǎo)體。電容儲(chǔ)能還有很重要的一點(diǎn)就是能夠提供瞬間大功率,非常適合于激光器、閃光燈等應(yīng)用場(chǎng)合。
飛輪儲(chǔ)能、超導(dǎo)電磁儲(chǔ)能和超級(jí)電容器儲(chǔ)能適合于需要提供短時(shí)較大的脈沖功率場(chǎng)合,如應(yīng)對(duì)電壓暫降和瞬時(shí)停電、提高用戶的用電質(zhì)量,抑制電力系統(tǒng)低頻振蕩、提高系統(tǒng)穩(wěn)定性等;而抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能和電化學(xué)電池儲(chǔ)能則適合于系統(tǒng)調(diào)峰、大型應(yīng)急電源、可再生能源并入等大規(guī)模、大容量的應(yīng)用場(chǎng)合。目前唯一可以大規(guī)模解決新能源儲(chǔ)能的技術(shù)是抽水蓄能,但是抽水蓄能電站建設(shè)必須有水源,而很多風(fēng)電與太陽(yáng)能豐富地區(qū)卻往往是缺水地區(qū)。
近年來(lái),由于風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電等新能源產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展,有力地推動(dòng)了電網(wǎng)級(jí)大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)的發(fā)展,在很大程度上解決了風(fēng)力發(fā)電和光伏發(fā)電因四季風(fēng)力變化、晝夜日照強(qiáng)度不同所帶來(lái)的電力強(qiáng)度隨機(jī)性、波動(dòng)性問(wèn)題,可以實(shí)現(xiàn)新能源發(fā)電的平滑輸出,能有效調(diào)節(jié)新能源發(fā)電引起的電網(wǎng)電壓、頻率及相位的變化,使大規(guī)模風(fēng)電及光伏發(fā)電方便可靠地并入常規(guī)電網(wǎng)。
尤其是對(duì)已經(jīng)大量布局的臺(tái)灣風(fēng)電產(chǎn)業(yè),因風(fēng)力資源具有不穩(wěn)定和間歇式的特點(diǎn),風(fēng)速時(shí)大時(shí)小,時(shí)有時(shí)無(wú);此外,風(fēng)力資源較大的后半夜又通常是用電低谷,因此雖然近年來(lái)風(fēng)光電產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢(shì)頭迅猛,但由于當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)接納能力不足、風(fēng)電場(chǎng)建設(shè)工期不匹配等導(dǎo)致部分風(fēng)電場(chǎng)風(fēng)機(jī)暫停的現(xiàn)象一直廣泛存在,“棄風(fēng)”、“脫網(wǎng)”現(xiàn)象日益突出,不僅嚴(yán)重影響到風(fēng)電場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)性,更打擊了風(fēng)電投資的積極性。而儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用能夠優(yōu)化風(fēng)電并網(wǎng),可以幫助風(fēng)電場(chǎng)輸出平滑和“以峰填谷”。
儲(chǔ)能技術(shù)可以說(shuō)是新能源產(chǎn)業(yè)革命的核心,其作為提高電網(wǎng)柔性、提高本地電網(wǎng)消納風(fēng)電能力的關(guān)鍵技術(shù)之一,有著獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。具體來(lái)說(shuō),儲(chǔ)能的調(diào)峰調(diào)頻能力強(qiáng),響應(yīng)速度快、信息化自動(dòng)化程度高,方便電網(wǎng)調(diào)度;同時(shí)減少了備用機(jī)組容量,提高機(jī)組運(yùn)行效率,減少溫室氣體排放。此外,儲(chǔ)能的技術(shù)選擇多、施工安裝簡(jiǎn)便,施工周期也短,其產(chǎn)業(yè)巨大的發(fā)展?jié)摿Ρ貙?dǎo)致這一市場(chǎng)的激烈競(jìng)爭(zhēng),可快速成長(zhǎng)為在全球有重要影響的新興戰(zhàn)略性產(chǎn)業(yè),也將極大促進(jìn)全球新能源的規(guī)模化發(fā)展。
如今世界各國(guó)和地區(qū)都在扶持儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)。歐洲國(guó)家普遍都以補(bǔ)貼形式支持儲(chǔ)能,德國(guó)從2013年5月起對(duì)光伏電站儲(chǔ)能裝置進(jìn)行補(bǔ)貼,新儲(chǔ)能裝置補(bǔ)貼835美元/千瓦,升級(jí)采購(gòu)原有儲(chǔ)能裝置補(bǔ)貼919美元/千瓦。德國(guó)還發(fā)起儲(chǔ)能啟動(dòng)基金項(xiàng)目,籌集2.8億美元用于投資儲(chǔ)能研發(fā)。英國(guó)從2013年起,政府提供3324萬(wàn)美元自主開(kāi)發(fā)電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能技術(shù)。意大利也對(duì)儲(chǔ)能項(xiàng)目進(jìn)行政府補(bǔ)貼。歐洲儲(chǔ)能協(xié)會(huì)和歐洲能源研究聯(lián)盟發(fā)布了電網(wǎng)規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)路線圖,為支持儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展給出了高層次市場(chǎng)設(shè)計(jì)建議。美國(guó)部分州通過(guò)法案,規(guī)定公用事業(yè)公司要完成儲(chǔ)能設(shè)備的采購(gòu)和安裝量,推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)的研發(fā)和競(jìng)爭(zhēng)。日本政府則對(duì)家用和商用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)提供專(zhuān)項(xiàng)補(bǔ)貼。
根據(jù)全聯(lián)新能源商會(huì)和漢能集團(tuán)2014年發(fā)布的《全球新能源發(fā)展報(bào)告》,顯示2013年全球儲(chǔ)能新增裝機(jī)容量(不包括抽水儲(chǔ)能和冰蓄能)達(dá)到208兆瓦;全球儲(chǔ)能融資總額2013年達(dá)到38億美元,是2012年的1.8倍。其中美國(guó)的融資額9.3億美元,占全球融資總額的24.4%,中國(guó)大陸融資額1.7億美元,約占4.5%。截至2014年3月24日,全球累計(jì)實(shí)施儲(chǔ)能項(xiàng)目335個(gè);預(yù)計(jì)到2020年,全球儲(chǔ)能市場(chǎng)年度投資額達(dá)到47.4億美元。
臺(tái)灣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展環(huán)境分析
由于臺(tái)灣能源大量仰賴(lài)進(jìn)口,臺(tái)當(dāng)局近年推動(dòng)能源自主,積極提高太陽(yáng)光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、地?zé)岚l(fā)電、海洋能發(fā)電等可再生能源供應(yīng)比例,以持續(xù)降低對(duì)化石能源及核能依賴(lài),對(duì)電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能技術(shù)的需求日益增加,開(kāi)始積極鼓勵(lì)島內(nèi)研究機(jī)構(gòu)和企業(yè)投入相關(guān)科技研發(fā),這不僅有助于智慧電網(wǎng)的運(yùn)行,本身也正在形成規(guī)模龐大的產(chǎn)業(yè)。
基于臺(tái)灣地理環(huán)境與電網(wǎng)需求條件等相關(guān)因素,在現(xiàn)有發(fā)展或商業(yè)化大型儲(chǔ)能技術(shù)中,已發(fā)展出以水力儲(chǔ)能方式為主的儲(chǔ)能方式。以位于南投縣水里鄉(xiāng)明潭村(約在日月潭西方約3.5公里處)境內(nèi)的大觀發(fā)電廠為例,其原名為日月潭第一發(fā)電所,1928年動(dòng)工建設(shè),1934年7月完工發(fā)電,1948年改名大觀發(fā)電廠。其主壩為混凝土重力壩,壩高48.5米,壩長(zhǎng)91米,引水隧道長(zhǎng)13,727米,進(jìn)水口最大取水量44.45米3/秒,發(fā)電用水量41.53米3/秒;電站有效落差320米,共裝設(shè)5臺(tái)水輪發(fā)電機(jī),總裝機(jī)容量11萬(wàn)千瓦,年發(fā)電量約5億千瓦時(shí)。二廠為抽水蓄能電廠(又稱(chēng)明潭抽蓄工程),1981年動(dòng)工,1985年建成投運(yùn),總投資約510億新臺(tái)幣,設(shè)有兩條引水管道,每條引水管道包括引水隧洞、調(diào)壓井、壓力管道、岔管及支管。引水隧洞長(zhǎng)度約3.2千米,洞內(nèi)徑6.8米,采用鋼筋混凝土襯砌,在約2.2千米處采用鋼管橋涵穿過(guò)頭社溪河。電站廠房設(shè)于下池壩左岸山腹內(nèi),以日月潭為上池,水中游筑一壩為下池,上池水位748.48米(高)/728.00米(低),有效容量142.4×106立方米;下池水位448.50米(高)/428.00米(低),有效容量8.1×106立方米。共裝6臺(tái)抽水蓄能發(fā)電機(jī)組,其中包括6臺(tái)可逆式水泵水輪機(jī),總裝機(jī)容量為265兆瓦,發(fā)電280兆伏安。
明潭抽水蓄能電廠隸屬臺(tái)電公司,機(jī)組平均年運(yùn)行小時(shí)數(shù)為4092小時(shí),年均啟動(dòng)次數(shù)741次/臺(tái),共有126名工作人員,除負(fù)責(zé)6臺(tái)抽水蓄能機(jī)組外,還管理1臺(tái)常規(guī)機(jī)組。從臺(tái)灣電力公司總調(diào)中心可遠(yuǎn)方開(kāi)啟該廠的抽水蓄能機(jī)組,利用離峰時(shí)間剩余電能將低海拔處的明湖水庫(kù)存水抽至高海拔處的日月潭中,至尖峰用電時(shí)再由日月潭放水發(fā)電來(lái)補(bǔ)充發(fā)電量的不足,可以有效提升電能價(jià)值。由于臺(tái)灣實(shí)行兩部制電價(jià)和峰谷電價(jià),其最高電價(jià)與最低電價(jià)之比約為8.3:1,因此抽水蓄能電站在電力系統(tǒng)中的經(jīng)濟(jì)效益也十分顯著。
總體而言,臺(tái)灣島內(nèi)水資源豐沛,應(yīng)有足夠開(kāi)發(fā)水力儲(chǔ)能潛力,但由于水力儲(chǔ)能需要的土地面積很大、建設(shè)時(shí)間長(zhǎng)、初期建置成本高等缺點(diǎn)外,再加上土地開(kāi)發(fā)所牽涉環(huán)保問(wèn)題,故必須先期進(jìn)行抽蓄水力儲(chǔ)能可行性分析,以確保符合各方面需求。
依據(jù)美國(guó)能源部經(jīng)驗(yàn),欲消除電網(wǎng)因風(fēng)力及太陽(yáng)能上網(wǎng)的瞬間變化,需高反應(yīng)速率儲(chǔ)能裝置,容量為電網(wǎng)上再生能源裝置容量的8%~15%;另外,為消除每日作息活動(dòng)造成的尖、離峰用電差異,需安裝電網(wǎng)上再生能源裝置容量約20%的儲(chǔ)能裝置。
以規(guī)劃中的再生能源裝置容量而言,太陽(yáng)光電產(chǎn)生于用電高峰,不需削峰填谷,僅風(fēng)力發(fā)電需此項(xiàng)儲(chǔ)能設(shè)備,即使以2030年風(fēng)力裝置容量4.2吉瓦(1吉瓦等于1000兆瓦)來(lái)衡量,電網(wǎng)儲(chǔ)能的需求僅大于336兆瓦,島內(nèi)現(xiàn)有的明潭及大觀抽蓄發(fā)電廠已可滿足。但若為穩(wěn)定再生能源電力的瞬間起伏,以2030年4.2吉瓦風(fēng)電及3.1吉瓦太陽(yáng)光電衡量,島內(nèi)需要的儲(chǔ)電設(shè)備約在584兆瓦至1吉瓦之間,目前尚無(wú)解決的方式與對(duì)應(yīng)技術(shù)。
根據(jù)臺(tái)灣工研院的調(diào)查分析,島內(nèi)儲(chǔ)能方面的需求遠(yuǎn)小于歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家,因此儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展方向除應(yīng)顧慮島內(nèi)儲(chǔ)能需求與使用情境外,更應(yīng)該思考是否可同時(shí)帶動(dòng)或是促進(jìn)本地儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,如此才能在未來(lái)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)上快速建立島內(nèi)的發(fā)展優(yōu)勢(shì)與領(lǐng)先地位。
目前抽蓄水力儲(chǔ)電約占全球儲(chǔ)電設(shè)施容量的99%,除此系統(tǒng)外,現(xiàn)今世界各國(guó)和地區(qū)儲(chǔ)能系統(tǒng)發(fā)展方向仍在試驗(yàn)階段,不論是機(jī)械能、電能、化學(xué)能等儲(chǔ)能種類(lèi)均被視為具有發(fā)展?jié)撃艿倪x項(xiàng),但從可再生能源建設(shè)方式與地點(diǎn)分布及經(jīng)濟(jì)發(fā)展與既有產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)觀點(diǎn)上而言,目前較適合發(fā)展高技術(shù)層面的儲(chǔ)能元件及電力管理系統(tǒng),如預(yù)測(cè)技術(shù)、儲(chǔ)能元件、控制技術(shù)以及負(fù)載管理技術(shù)等。
其中,適當(dāng)?shù)恼显偕茉磁c儲(chǔ)能技術(shù)將可幫助再生能源發(fā)展,增加再生能源市場(chǎng)占有率,進(jìn)而有效利用地球資源并降低污染。另一方面,分散型微電網(wǎng)可獨(dú)立運(yùn)轉(zhuǎn)或與電網(wǎng)相連接,如何進(jìn)行微電網(wǎng)的頻率調(diào)節(jié)、電壓控制、功率分配、孤島運(yùn)轉(zhuǎn)檢出及電力品質(zhì)保持等運(yùn)轉(zhuǎn)與控制技術(shù)是一大挑戰(zhàn),島內(nèi)相關(guān)研究機(jī)構(gòu)已著手進(jìn)行研究如何整合區(qū)域分散式電源的有效利用,除市電斷電時(shí)可利用這些分散式電源,形成孤島供電以提高供電可靠度外,另外可結(jié)合儲(chǔ)能或電力電子相關(guān)技術(shù),利用區(qū)域的分散式電源來(lái)提升電力品質(zhì),以及減少對(duì)電網(wǎng)的沖擊影響,以有效排除大量使用再生能源發(fā)電系統(tǒng)所面臨的技術(shù)問(wèn)題。
臺(tái)灣儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展目標(biāo)與策略
目前臺(tái)灣儲(chǔ)能關(guān)鍵技術(shù)開(kāi)發(fā)主要目標(biāo)在于:不僅有助于積極提高太陽(yáng)光電、風(fēng)力發(fā)電等再生能源供應(yīng)比例,以再生能源極大化的思維,持續(xù)降低對(duì)化石能源及核能依賴(lài)之外,更可以發(fā)展成一種全球產(chǎn)業(yè),爭(zhēng)取未來(lái)商機(jī)協(xié)助島內(nèi)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行技術(shù)升級(jí),在島內(nèi)建立相關(guān)技術(shù)自主能力,發(fā)揮以低成本創(chuàng)造高性能元件優(yōu)勢(shì)。并于未來(lái)藉由推動(dòng)島內(nèi)儲(chǔ)能相關(guān)新興產(chǎn)業(yè)的建立,并成為上、中、下游整合的產(chǎn)業(yè)鏈,通過(guò)策略聯(lián)盟方式與儲(chǔ)能系統(tǒng)應(yīng)用端進(jìn)行結(jié)合,形成完整產(chǎn)業(yè)連結(jié),開(kāi)創(chuàng)具國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)。
建立臺(tái)灣電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能系統(tǒng)控制的關(guān)鍵技術(shù),未來(lái)再生能源裝置量提升后,可發(fā)揮整合協(xié)調(diào)控制績(jī)效,做最有效的管理運(yùn)用,協(xié)助政府推動(dòng)節(jié)能減碳政策,并帶動(dòng)儲(chǔ)能系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。藉由儲(chǔ)能控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā),提升島內(nèi)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)與建立新型營(yíng)運(yùn)模式。通過(guò)建立驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)室,提升產(chǎn)品與系統(tǒng)可靠性,并符合國(guó)際相關(guān)規(guī)范,促進(jìn)島內(nèi)廠商的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力。臺(tái)灣整體技術(shù)研發(fā)策略規(guī)劃著重于金屬空氣液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)并聯(lián)管理技術(shù)兩項(xiàng)技術(shù)研發(fā)。
根據(jù)臺(tái)灣工研院的分析報(bào)告,未來(lái)島內(nèi)技術(shù)電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能發(fā)展重點(diǎn)如下:
儲(chǔ)能電池系統(tǒng)
目前在島內(nèi)投入儲(chǔ)能電池系統(tǒng)研發(fā)領(lǐng)域內(nèi),主要為投入電網(wǎng)級(jí)金屬空氣液流電池與氧化還原液流電池技術(shù)開(kāi)發(fā),因而電池技術(shù)上的發(fā)展重點(diǎn)為:
(1)金屬空氣液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng),包括高循環(huán)壽命空氣電極及觸媒技術(shù)、高能量金屬電極與電解質(zhì)開(kāi)發(fā)技術(shù)、金屬空氣液流電池組設(shè)計(jì)及建立測(cè)試平臺(tái)。
(2)氧化還原液流電池儲(chǔ)電關(guān)鍵組件技術(shù)與系統(tǒng),包括建立液流電池特性研究測(cè)試實(shí)驗(yàn)平臺(tái)及標(biāo)準(zhǔn),開(kāi)發(fā)高效率的離子交換薄膜材料、電極等材料及制程技術(shù),建立穩(wěn)定性高活度電解液制備技術(shù)、電池堆的設(shè)計(jì)組裝測(cè)試技術(shù)。
儲(chǔ)能系統(tǒng)并聯(lián)管理
目前島內(nèi)投入儲(chǔ)能系統(tǒng)并網(wǎng)管理研發(fā)主要為再生能源領(lǐng)域研發(fā)、建置與電能管理平臺(tái)部分,主要著重于電能管理相關(guān)控制技術(shù),其研究重點(diǎn)包括:
(1)電能管理控制技術(shù),包括市電并聯(lián)與孤島運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)無(wú)縫切換、再生能源高占比技術(shù)、負(fù)載管理及卸載策略的控制技術(shù)、能源最佳運(yùn)轉(zhuǎn)調(diào)度技術(shù)、微電網(wǎng)聯(lián)絡(luò)線控制技術(shù)。
(2)預(yù)測(cè)技術(shù),包括太陽(yáng)光電出力預(yù)測(cè)技術(shù)、風(fēng)力發(fā)電出力預(yù)測(cè)技術(shù)、負(fù)載用電預(yù)測(cè)技術(shù)。
(3)儲(chǔ)能并網(wǎng)轉(zhuǎn)換技術(shù),包括復(fù)合式儲(chǔ)能電源轉(zhuǎn)換技術(shù)、儲(chǔ)能并網(wǎng)控制技術(shù)。
(4)電池管理技術(shù),包括儲(chǔ)能元件最佳化控制與管理技術(shù)、儲(chǔ)能元件最佳化平衡控制技術(shù)。
相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
金屬空氣液流電池儲(chǔ)能系統(tǒng)
(1)高循環(huán)壽命空氣電極及觸媒技術(shù):包括已完成高效能的氧氣還原觸媒(二氧化錳)與氧氣生成材料(NiFeLDH/ graphene)復(fù)合空氣觸媒材料制程開(kāi)發(fā),并進(jìn)行相關(guān)材料與電化學(xué)性質(zhì)分析;在10毫安/平方厘米充放測(cè)試條件下,空氣電池的充放電效率可高于68%。目前正在進(jìn)行碳電極材料表面改質(zhì),藉以提升其電化學(xué)活性,并進(jìn)行其親水性、循環(huán)伏安氧化還原、電極阻抗及電化學(xué)阻抗量測(cè)分析。改質(zhì)后的碳電極材料于放電電流密度72毫安/平方厘米以下,工作電壓仍可維持>1.0伏。
(2)高能量金屬電極與電解質(zhì)開(kāi)發(fā)技術(shù):完成金屬電極制作與電化學(xué)性質(zhì)分析(充放電測(cè)試),鋅電極充放電(10毫安)效率目前可達(dá)50%。在離子液體(EMI-TSFI/AlCl3)電化學(xué)性能驗(yàn)證方面,通過(guò)前10次循環(huán)實(shí)驗(yàn),其庫(kù)倫效率均可維持在80%左右,但經(jīng)過(guò)20次循環(huán)后其效率則衰退至<60%。
(3)金屬空氣液流電池組設(shè)計(jì)及建立測(cè)試平臺(tái):完成金屬空氣液流電池組設(shè)計(jì),其主要技術(shù)特征包含環(huán)境空氣的自然呼吸進(jìn)氣與電解液強(qiáng)迫對(duì)流供應(yīng),以實(shí)現(xiàn)可達(dá)成長(zhǎng)效壽命的充放電操作的可行性驗(yàn)證。根據(jù)金屬空氣液流電池組測(cè)試需求,完成規(guī)劃測(cè)試與驗(yàn)證平臺(tái),包括充放電機(jī)、充放電控制系統(tǒng)、電解質(zhì)槽及循環(huán)熱泵等。
儲(chǔ)能系統(tǒng)并聯(lián)技術(shù)
(1)微電網(wǎng)電能管理技術(shù)開(kāi)發(fā):已完成微電網(wǎng)電能管理平臺(tái)的操作模式與相關(guān)控制的資料搜集,并完成微電網(wǎng)模擬系統(tǒng)的負(fù)載預(yù)測(cè)功能。
(2)儲(chǔ)能系統(tǒng)控制技術(shù)開(kāi)發(fā):完成三相100千瓦高功率電網(wǎng)級(jí)并網(wǎng)控制雙向直流轉(zhuǎn)交流轉(zhuǎn)換器功率電路,以及控制電路設(shè)計(jì)。功率電路分為直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器,以及直流轉(zhuǎn)交流轉(zhuǎn)換器兩部分,直流轉(zhuǎn)直流轉(zhuǎn)換器采隔離型設(shè)計(jì),電池端電壓范圍為數(shù)百伏特;直流轉(zhuǎn)交流轉(zhuǎn)換器輸出三相交流電壓,采全數(shù)位化控制,具有市電并網(wǎng)、電壓補(bǔ)償功能及平滑再生能源輸出功能。
(3)電池管理系統(tǒng)技術(shù)開(kāi)發(fā):已完成液流電池的參數(shù)篩選評(píng)估,包括全釩液流電池、鋅/溴電池、鋅/空氣電池等。相關(guān)評(píng)估的參數(shù)包括電極、電解液、隔離膜、溫度及熱泵等。完成電池組電池管理系統(tǒng)設(shè)計(jì),包括非消耗式多繞組變壓器、主動(dòng)式電位平衡器設(shè)計(jì),管理系統(tǒng)功能包括電池電壓、電流、溫度監(jiān)測(cè)以及單電池平衡等。
(4)儲(chǔ)能示范場(chǎng)域規(guī)劃:完成島內(nèi)一處儲(chǔ)能示范場(chǎng)域規(guī)劃,包括再生能源、負(fù)載與天氣等相關(guān)歷史數(shù)據(jù)搜集,并完成再生能源、負(fù)載與天氣等相關(guān)歷史數(shù)據(jù)資料的整理與分析。
推廣應(yīng)用成果
依臺(tái)灣行政主管部門(mén)2012年9月3日核定的“智慧電網(wǎng)總體規(guī)劃方案”核復(fù)意見(jiàn),決定將電網(wǎng)級(jí)儲(chǔ)能技術(shù)研發(fā)合并至“建置澎湖低碳島專(zhuān)案計(jì)劃”(推動(dòng)期程2011年至2015年)中,提出加速建立澎湖整合集中試運(yùn)轉(zhuǎn)場(chǎng)域,以驗(yàn)證智慧電網(wǎng)效能。
目前島內(nèi)科技主管部門(mén)已選定澎湖作為整合型智慧電網(wǎng)示范場(chǎng)所,決定在此導(dǎo)入儲(chǔ)能并網(wǎng)設(shè)備,提供島內(nèi)企業(yè)進(jìn)行降低尖峰負(fù)載以及再生能源占比極大化的技術(shù)試驗(yàn)平臺(tái),希望通過(guò)此項(xiàng)示范模式,將可作為未來(lái)臺(tái)灣智慧電網(wǎng)總體規(guī)劃方案第二階段的實(shí)施參考,并將其推廣到所有離島地區(qū),以解決離島發(fā)電成本高昂與電力品質(zhì)不佳的困擾。