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母线槽性能比较及正常工作条件


截至2021年底,我国已投运的新型储能572.97万千瓦,其中锂离子电池占比89.7%、铅蓄电池占比5.9%、压缩空气占比3.2%、其他形式合计占比1.2%。抽水蓄能装机容量3639万千瓦,是新型储能的6倍以上。新型储能和抽水蓄能均是新型电力系统的重要组成部分,联合布置在电力系统中能够发挥各自优势,进一步增强系统调节能力,但二者在功能作用、应用场景上又有明显的区别。

新型储能是指除抽水蓄能以外的新型储能技术,包括电化学储能、飞轮、压缩空气、氢(氨)储能等。各类新型储能电站大多具有建设周期短,选址简单灵活的优点,但目前经济性尚不理想。其中,电化学储能规模通常为10~100兆瓦级,响应速度在几十至几百毫秒、能量密度高、调节精度好,主要适合分布式调峰应用场景,通常接入中低压配网或新能源场站侧,在技术上适合频繁快速调节环境,例如一次调频和二次调频等。压缩空气储能以空气为介质,具有容量大、充放电次数多、寿命长的特点,但目前效率相对较低,压缩空气储能是与抽水蓄能为类似的储能技术,对于沙漠、戈壁、荒漠等不适宜布置抽水蓄能的地区,压缩空气储能的布置能够有效配合大型风光基地新能源的消纳,发展潜力较大;氢能作为可再生能源规模化高效利用的重要载体,其大规模、长周期储能的特点能够促进异质能源跨地域和跨季节优化配置,是未来国家能源体系的重要组成部分,具有广阔的应用前景。


母线槽性能比较及正常工作条件

母线槽是用铜排或铝作为导电体,电流容量很大而且电气和机械性能好,另外用金属槽作为外壳,所以具有不燃烧,方便可靠性高,且使用寿命长,与传统的配电或比较,设备所占面积显著减少,并且外观美观,对于大型建筑物的施工和配电非常有利。母线槽电流容量可以很大、电压降很小、短路负载能力强、可靠性高,使用寿命长、可靠性高、配电系统的设备增加或变更随意自如、外形尺寸小。母线槽性能比较及正常工作条件
母线槽是引用美国、日本专业技术,适用于额定工作电压660V及以下,频率为50Hz(或变容量节60Hz)、额定电流从60A~5000A的三相三线、三相四线和三相五线系列中的供配电系统,产品具有体积小、输送电流大、可靠、安装灵活、配电施工与基建施工互不干扰、设计合理、规格齐全等优点,FM系列低压母线槽是现代大、中型企业,高层建筑、引进工作程、实验基地等场所理想的供电设备。母线槽户内使用连续工作,周围空气温度不高于40℃、温度下限为-10℃;相对湿度不超过90%(当周围空气温度为+20℃);当工作条件有特殊要求时、可按特殊要求制造。母线槽性能比较及正常工作条件

母线槽散热性能好,电缆的绝缘材料(芯线绝缘和外皮绝缘)既是绝缘材料,又是隔热材料,因此电力电缆在桥架内敷设时,多允许敷设2层,其原因是考虑散热。母线槽利用空气传导散热,并通过紧密接触的钢制外壳,把热量散发出去,因此它的散热性能和电缆相比,电缆散热性能可见一斑了。母线槽几乎不必维护,日常维护通常是测量外壳和穿芯螺栓的温升、进线箱的接头温升等,穿芯螺栓若采用4.8级,则需要定期紧固,若采用8.8级的高强螺栓则不必定期坚固。而电缆因其材料易于磨损、易老化、寿命较短等因素限制,需要定期进行检查和维护,甚至更换。母线槽性能比较及正常工作条件
母线槽过载能力强.取决于它用的绝缘材料工作温度高,母线槽用的绝缘材料过支采用工作温度为105℃的材料,现已开发出工作温度为140℃以上的辐射交联阻燃缠绕带(PER)和辐射交联聚烃热收缩管。而电缆所用的绝缘材料常期工作温度一般为95℃和105℃,因此母线槽的过载能力远远大于电缆。工程中一般都选用400mm及以下规格电缆进行配电,这就要求很多根电缆同时供电。母线槽性能比较及正常工作条件

 

与之相比,抽水蓄能电站技术成熟度高、容量大、寿命长、可靠性高、经济性好,适用于调峰容量需求或调峰电量需求较大的场景,并以较高电压等级接入主网中。考虑到碳达峰碳中和目标的要求和此前开发进度相对落后的实际情况,为加快抽水蓄能的开发进度,实现装机容量快速提升的要求,我国抽水蓄能电站标准化建设的步伐进一步加快。标准化建设是应对抽水蓄能电站进入开发、建设、投产高峰叠加期后各种困难挑战的重要举措,有助于设备制造进度的加快和质量的提高、有助于基建工作的可靠有序推进、有助于生产运行管理效率的提高,是抽水蓄能向精益化方向发展的重要保障。

与此同时,抽水蓄能的多样化发展也逐渐被重视。首先是抽水蓄能中长期规划提出加强中小型抽水蓄能的开发,中小型抽水蓄能具有站点资源丰富、布局灵活、距离负荷中心近、与分布式新能源结合紧密等优势,是抽水蓄能开发的重要补充。其次是探索海水抽水蓄能的开发和应用,大规模海上风电的并网消纳需要配置相应的灵活性调节资源,根据2017年发布的《关于发布海水抽水蓄能电站资源普查成果的通知》(国能新能〔2017〕68号)显示,我国海水抽水蓄能资源主要集中在东部沿海5省和南部沿海3省的近海及所属岛屿区域,拥有较好的开发前景。后是结合电网调节需求统筹考虑装机容量和利用小时数。在新能源比例不断提高且将来成为能源供给主体的趋势下,大容量长时间储能将成为刚需。在具备条件的站址应适当考虑增大库容,延长利用小时数,不应受制于单位容量造价指标等因素的限制而脱离系统的需求。

因此,在我国电力系统灵活性资源严重缺乏的现状下,抽水蓄能与新型储能都具有广阔的发展前景,应根据二者技术特点的差异,在充分考虑接入场景不同的前提下,结合区域电力系统的实际需求,以可靠稳定、清洁能源消纳等边界条件为约束,在容量和布局上进行协同布置以达到优效果。

 

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