(1MW)和阿联酋(共50MW)用于负荷平定的项目也在计划建设中。
2002年，美国从NGK公司购买了钠硫电池，在俄亥俄州建成了第一个100kW/500kVA的示范电站。因此AEP获得了几年内以低价格购买钠硫电池的优惠权。2006年，西弗吉尼亚州的查尔斯顿建成了美国第一个兆瓦级的钠硫储能电站。项目中采用的钠硫电池参数如表1所示，额定功率是1MW，峰值功率是1.2MW，能提供的最大能量为7.2MWh，可以为500～600个家庭提供6～7h的电能。电池在夜间用电低谷期充电，在白天用电高峰期放电。这样可以在一定程度上保证查尔斯顿周边地区的夏季用电供应。同时将电力设备更新的时间推迟了6～7a。
美国NaS电池项目中的价格组成如图3所示，其中钠硫电池的成本占到了总成本的45%。
为了延长电池寿命只用了电池能量(7.2MWh)的83%～90%。在前11个月的运行中，按当地的电费计算，共节约S57000。其中最多的一个月(2006年8月)是S11300，最少的一个月(2006年9月)是S2400。
美国建成的另一个额定功率2MW的公交车天然气补给站储能系统，用于低谷储电、高峰放电，降低220辆公交车燃料补给费用。通过合理的控制，该储能电站每年可节约S246500。
中科院硅酸盐所于2006年与上海市电力公司合作，在国家“七五”到“十五”期间车用小容量钠硫电池研
发的基础上，开发650Ah大容量钠硫储能电池。目前开发的电池正在模块成组测试过程中反复进行改进，现已建成2MW大容量钠硫单体电池中试生产示范线；2009年9月，10MW储能系统演示成功；2010年上海世博会期间，100kW/800kWhNaS储能系统已作为上海世博园智能电网综合示范工程的一部分在上海硅酸盐所嘉定南门产业化基地启动运行。
世界首富比尔·盖茨在2016年4月，向专门研制钠电池的初创公司Aquion Energy的C轮融资投了3500万美元。而在去年1月，该公司宣布C轮融资金额由3500万美元上调至5500万美元，在增加的2000万美元的股东名单中，位列第一的又是比尔·盖茨。
3 NaS电池储能系统组成及关键技术
典型储能系统由变电站系统、功率转换系统(PCS，PowerConversionSystem)、储能电池及电池管理系统(BMS，BatteryManagementSystem)以及监控系统组成。有3个直流支路的储能系统结构如图4所示。
其中，BMS主要功能是监测电池的电压、电流、温度等参数，估算电池荷电状态(SOC，StateofCharge)和健康状态(SOH，StateofHealth)，根据电池特性实时判断当前允许的充放电电流允许值，实时进行故障诊断和数据上传，同时在极端情况下直接切断支路接触器，确保系统安全。
温控系统接收到BMS的温度信息，实时进行温度控制，确保电池在合理的温度范围内工作。
PCS主要实现电池的充放电控制、信息指示、故障判断与上传及保护功能(交直流异常保护、短路保护、功率器件过温保护和防雷击保护等)。钠硫电池单体在充放电过程中，电压在1.5V～2.4V之间波动，支路电压的变化非常大。这就给传递功率的控制带来困难。因此，PCS系统要设计两级：先通过双向DC-DC斩波器得到稳定的直流电压，降低电流纹波；再通过DC-AC变流器接入交流电网。
监控系统通过与BMS通信监视钠硫电池组的运行参数，记录BMS运行的数据；通过与PCS通信监视电池组充放电情况，并能够将事先设置好的或者自定义的充放电策略下发到PCS。此外，变电站原有的远端测控单元(RTU，RemoteTerminalUnit)信息(储能系统所用站内二次设备)、技防系统及变压器侧电度表读数(记录充、放电过程中释放、消耗的电量)等也要一并连入储能监控系统。
4 结束语
钠硫电池能量高、寿命长，是大型可再生能源储能、电网负荷平定和大功率应急电源的首选电池。目前，国内还没有建成钠硫储能电站。中科院硅酸盐所和上海电力公司合作开发的大容量储能钠硫电池还处于示范阶段，另外保温箱控制、模块集成、BMS和PCS技术成熟度在进一步提高中。
国内电力储能市场巨大。按2010年国家电网对清洁能源做出的预计，到2020年，我国风电装机和太阳能发电装机将分别达到1.5亿kW和2000万kW，按20%的容量配置储能，仅可再生能源发电领域就有3400万kW的储能市场需求。如果1000万kW采用钠硫电池，按15元/W估算，产值可以达到1500亿元。随着国内钠硫电池本体性能和保温箱模块集成技术的不断提高，一旦实现商业化，则大型电力储能项目会在短时间内迅速增加。
（来源：北京交通大学电气工程学院）
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