秉承理论与实践相结合教学理念，2024年春季学期工程科学学院新开了一门实践课-《储能技术原理、应用与实践》，课程首席张新敬研究员精心策划、认真准备实践课程并全程指导。本课程还邀请了3位主讲教师，他们是中国科学院工程热物理研究所王亮研究员、中关村储能产业技术联盟副秘书长岳芬副研究员、中储国能（北京）技术有限公司总经理纪律高级工程师。
本课程的教学提纲涵盖发电系统原理、物理储能技术、化学储能技术以及储能电站案例分析，在课程的实践环节，分别前往昌平区乐多港电化学储能电站、怀柔科学城国家清洁能源平台、房山区新源智储能源发展（北京）有限公司、张北县国家风光储输示范工程、张北县物理储能电站（压缩空气储能电站）和石景山区京西热电厂参观实践，带领同学们体验了一场别开生面的实践之旅，圆满完成了本学期的储能技术实践课程。
乐多港储能电站京能集团正式投用的首个大型用户侧电化学储能项目；国家清洁能源平台属于北京怀柔综合性国家科学中心；张北县国家风光储输示范工程为是世界上规模最大的集风力发电、光伏发电、储能系统、智能输电于一体的新能源示范电站；新源智储能源发展（北京）有限公司具有从电池模组到电站系统的设计集成经验，可提供模块化组合、移动式部署、智能化管理的全流程储能解决方案；张北县物理储能电站为国内外首台100MW先进压缩空气储能电站；北京京西燃气热电有限公司，是供应北京热电的重要热电厂之一。
同学们通过现场讲解和教学，强化了对新能源发电和储能技术的专业认识，加深了对电化学储能、压缩空气储能以及各种发电技术的理解。
实践课程回顾：
第一站—北京市乐多港电化学储能电站
京能集团建设的首个大型用户侧储能电站于2020年12月在北京乐多港万达广场投用。在北京市昌平区乐多港假日广场商业B区室外。低谷时充电，高峰时放电。
2024年3月16日，京能集团的魏永涛先生带领同学们参观了位于北京市乐多港的京能集团首个大型用户侧储能电站。魏先生首先为同学们介绍了该电站的基本信息，电站占地大约350平方米。储能电站采用磷酸铁锂电池组作为储能电源，设计总容量为2 MW /MWh，每500 KW /2 MWh为1个储能单元，共计4个单元。随后，魏先生带领大家进入电站内部进行实地参观，依次介绍了电池簇、储能变流器、储能管理系统、磷酸铁锂电池储能实时管理系统等核心单元与控制系统。魏先生表示，针对国内外近期发生的电储能火灾事件，该项目首次提出采用预制分隔舱式磷酸铁锂电池储能解决方案，并创新性地采用了浸没式水冷却系统和气体消防系统相结合的方式作为电池热失控的保护措施，从根本上解决了电池热失控带来的安全隐患。
作为京能集团正式投用的首个大型用户侧储能项目，截至目前，储能电站已安全稳定运行三年。未来用户侧电化学储能电站还将布局到北京CBD地区，缓解区域高峰时期用电紧张，为工商业用户降低用电成本。——史卓群
第二站-国家清洁能源平台
清洁能源材料测试诊断与研发平台是集分析、测试、诊断和研发为一体的综合性清洁能源材料测试与研发平台。该平台按研究方向和功能分成五个子平台，即“化学储能子平台”、“物理储能子平台”和“太阳能电池子平台”、“固态照明子平台”和未来规划建设的“清洁能源用同步辐射光源线站研究子平台”。
在怀柔科学城实验室中，王亮研究员与张新敬研究员带领大家一起参观了包括储能检测中心在内的一系列有关储热、燃料电池的科学测试设备。王亮老师从材料储热基本性能测试适应的差示扫描量热仪(DSC)与同步热分析仪(STA)讲解开始，向大家从材料基础研究尺度剖析了储热技术的基本原理，以及未来的研究方向与相关研究的进展。此外，王亮老师还针对燃料电池，热电技术等其他能量存储与转化技术的实验台架，研究进展进行了讲解，详细阐述了实验室在实现能量的低碳高效清洁利用，综合节能减排方面，做出的基础研究与高技术开发工作。最后，王亮老师带领大家参观了整体怀柔科学城，使大家对以储热技术为代表的相关储能技术的基础研究与应用场景有了新的认识与理解。——孙浩程
第三站-新源智储公司
新源智储能源发展（北京）有限公司成立于2021年7月2日，是由中国电力国际发展有限公司控股的新型储能技术创新、集成应用专业化平台，获评国家高新技术企业、国资委“科改示范标杆企业”。主营以电化学储能为主体的新型储能系列产品研发、储能电站系统集成、储能电站智慧运营。公司投资建设智能工厂。
在新源智储展厅，公司工程师带领张新敬研究员及同学们一同参观全场景储能产品体系，向大家讲解其拥有的从电池模组到电站系统全产业链产品研发、集成、制造、交付及售后的能力，并同同学们讨论了磷酸铁锂电池的优缺点及其安全性能等问题。在电池组装车间，公司工程师及张老师跟同学们一边参观一边讲解一块电芯如何组装到高度集成的集装箱储能电站，讨论及分析移动式储能电站尚且存在的问题。张老师还表示，储能产业近年来发展迅速，储能电站通过电能的存储和释放，实现了电力生产和消费在时间、空间上的解耦，增强了电力系统运行的灵活性。未来，储能电站必将发挥越来越重要的作用。——张召然
第四站-张北压缩空气储能电站
2021年12月，国际首套百兆瓦先进压缩空气储能电站在张北县并网发电，此次并网发电的示范项目由中国科学院工程热物理研究所提供技术，于2020年10月开工建设，2021年12月完成设备安装及系统集成，总规模为100MW/400MWh，核心装备自主化率100%。
该国家示范项目每年可发电1.32亿千瓦时以上，能够在用电高峰时为约5万用户提供电力保障，为稳定电力供应、发展新能源发电、提高电力系统效率和经济性起到重要支撑作用。电站的工程师带领同学们参观了车间的压缩机、膨胀机、换热器等设备，学习了压缩空气储能电站的原理，随后在主控室和展板区进一步讲解压缩空气储能电站的发展和技术特点。——张荣杰
第五站-张北风光储输示范工程
位于河北省张北县大河乡的国家风光储输示范工程，地处风、光资源富集的国家级千万千瓦风电基地，是世界上规模最大的集风力发电、光伏发电、储能系统、智能输电于一体的新能源示范电站。工程运用世界首创的风光储输联合发电模式，采用新能源发电领域最新产品和装备，探索大规模新能源发电并网这一世界前沿技术。
在张北风光储输示范工程的参观中，马步云主任为我们介绍了储能设备的关键组件，包括储能电池、储能变流器、电池管理系统和能量管理系统等。他特别强调，储能技术在这里发挥着至关重要的作用，它针对风光发电的随机性、波动性和间歇性特点，通过电池储能实现风、光、储多时间尺度的出力互补，极大地提高了新能源发电的可预测性、可控制性和可调度性，使其接近甚至达到了常规电源的稳定水平。
随后，在马主任的带领下，我们实地参观了世界上规模最大的多类型化学储能电站。首先，我们来到了锂离子电池和胶体铅酸电池储能电站，马主任分享了该电站的建设历程、初期投入所面临的挑战、每千瓦时成本以及运行中遇到的故障与解决方案，并向我们展示了电站所使用的磷酸铁锂电池模块和拆封后的电池单体，让我们对储能技术的实际应用有了更直观的认识。
紧接着，我们来到了全钒液流电池储能电站。在这里为我们深入讲解了液流电池的工作原理、其独特的优势与局限性，并分享了建设初期所需的具体材料和大致成本，以及当前国内液流电池技术的发展概况。
参观完储能电站后，马主任带领我们踏入了国家风光储输示范工程的光伏电站。漫山遍野的光伏太阳能发电板排列得如同稻田一般，层次分明，错落有致，构成了一幅壮观的画卷。他详细讲述了太阳能光伏发电技术的演进历程，从多晶硅到单晶硅太阳能板，从被淘汰的单轴跟踪装置到更加稳定可靠的联式斜单轴、控制型平单轴/斜单轴跟踪装置，再到高倍聚光双轴发电系统的逐步成熟。他强调了从科研论文到工程实践的转化过程，并指出并非所有理论设想都能在实际工程中完美应用，需要综合考虑多种因素，并在实践中不断探索与验证。
最后，我们抵达了国家风光储输示范工程的风能电站。在巨大的风机下，马主任带领我们近距离感受了叶片呼啸而过的气势。他让我们观察不同风机的叶片大小，讲述了风机的发展历程，之后耐心解答了我们心中关于风力发电的疑问，如陆上风机与海上风机的不同特点、如何远程监测风机运行状态、风机运行所需的天气条件以及叶片如何随风向调整等。
期间，马主任谈到风光储输示范工程是国家电网公司为探索破解大规模新能源友好接入技术瓶颈的自主创新提升工程。在世界上首创风、光、储联合发电技术路线，通过大规模电池储能继承应用，实现了风光发电友好接入、源网友好互动。为中国的储能事业开创了一个良好的典范。
这次参观不仅让我们对风光储输技术有了更深刻的理解，也让我们对新能源领域的发展前景充满了期待，也激发了对于储能行业的热爱之情，坚定了在储能领域深入学习和研究的决心。——张荣杰
第六站——京西燃气热电有限公司
石景山京西热电厂1974年建成投产，是本市历史最悠久的燃煤热电厂。2016年底前该厂三座大型燃煤热电机组全部关停，更换为3套“9F”级燃气--蒸汽联合循环供热机组组成，占地约为9公顷，总装机容量130.7万千瓦，年发电量58.85亿千瓦时，供热能力1800万平方米(约合20万户)。
2024年4月22日，在张新敬老师的带领下，同学们前往了京西热电厂进行实践学习。首先，电厂负责人向同学们介绍了电厂由来、发电方式和运行情况，接着在公司负责人的带领下前往调度总站和发电现场，向同学们介绍了电厂的调度范围和任务，以及燃气蒸汽联合循环的发电过程。——冯胥博
个人感悟：
在本学期我参加了《储能技术原理、应用与实践》课程，通过这门课程的学习，我了解到储能技术的种类繁多与各种储能技术独特的原理和应用场景，例如，物理储能中的抽水蓄能、压缩空气储能等，化学储能中的锂电池、钠电池等。这些储能技术在电力系统、新能源汽车以及可再生能源等领域都发挥着重要作用。
这门课程使我最有收获的是其中创新地包含了储能相关实验室、示范基地、工厂以及企业等参观实践环节，我亲身体验了储能技术的应用过程，体会到了新能源技术利用和发展的重要性，感受到了储能技术在能源转换和存储中的高效性和稳定性。尤其是在参观张北风光储示范工程时，我深刻感受到了新能源技术的巨大潜力和中国在这一领域的先进成就。国家风光储输示范工程自2011年投运以来，已安全稳定运行多年，累计输出优质、安全绿色电能超过16.5亿千瓦时，它成功破解了大规模新能源集中并网、集成应用的世界性难题，推动了相关技术和装备的创新发展。通过参观，我深刻认识到新能源与储能技术的重要性，张北风光储示范工程的成功运行，不仅为中国新能源发展提供了宝贵的经验，也为全球新能源技术的发展提供了有益借鉴。同时在参观实践过程中，我也意识到储能技术在应用过程中还面临一些挑战，如能量密度、循环寿命、安全性能等。这些挑战需要我们不断研究和创新，以推动新能源应用和储能技术的进一步发展。
新能源的发展是一项长期而艰巨的任务，而储能技术则是实现能源转型和可持续发展的重要手段。通过参加这门课程的学习与实践，我对储能技术有了更深入的了解，也看到了储能技术在能源领域的广阔应用前景。我相信，随着储能技术的不断研究和创新，它将为推动能源转型和实现可持续发展做出更大的贡献。——南忻宁
在《储能技术原理、应用与实践》这门课程中，我收获颇丰。课堂学习中，各位老师通过生动的讲解和丰富的案例，让我对储能技术有了全面而深入的了解。
而参观储能电站的实践环节，更是让我对储能技术有了直观而深刻的认识。在电站现场，我看到了储能电池组、控制系统等关键设施的实际运行情况，感受到了储能技术的数字化和智能化。我印象最深刻的是在张北县的国家风光储能示范基地，巨大的风力发电机矗立在广袤的草原上，这种人与自然和谐共生的场面让我对可再生能源有了更加直观、更加深刻的认识。
这门课程不仅让我对储能技术有了全面而深入的认识，还激发了我的对储能技术的兴趣和热情。在未来的学习和工作中，我将继续深入探索储能技术，希望为推动能源领域的科技创新和产业发展贡献自己的力量。——孙溢梵
储能技术原理、应用与实践课程内容涉及物理储能、化学储能、储热技术及应用，其中物理储能技术包括压缩空气储能、抽水蓄能、飞轮储能技术等，化学储能技术包括电化学储能技术等，在课程讲述以外，老师还为我们安排了几次外出实习活动，包括北京京能高新能源科技有限公司乐多港储能电站、怀柔科学城储热实验室、新源智储能源发展有限公司、张北百兆瓦压缩空气储能国家示范项目和国家风光储一体化示范基地项目、京西燃气热电厂。在实践的过程中，我们参观到了课堂上学到的装置、设备、系统等等，对它们的工作原理与运行过程与条件有了具象的理解，实践活动将理论学习与实践相结合，使我们对课堂上所学的理论知识有了更加深刻的认识。纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。这门课的实践活动使我收获颇多。——姚之涵
储能技术原理、应用与实践课是一个让我收获颇丰的学习经历。通过本课程，我不仅学到了理论知识，更重要的是将理论与实际相结合，加深了对知识的理解和掌握。
首先，在理论学习方面，通过课堂学习，我深入了解了各种储能技术的原理、应用和发展趋势。了解到电化学储能、压缩空气储能等多种储能形式，以及它们在能源领域中的重要作用。同时，通过学习相关理论知识，我明白了储能技术在解决能源供需不平衡、提升能源利用效率等方面的重要作用。
其次，在外出参观方面，我有机会亲眼见证了各种储能项目的实际运行情况。参观压缩空气国家示范项目、风光储输一体化示范项目、燃气电站等，让我深刻理解了理论知识与实际应用之间的联系。通过与行业专家交流，我还了解到了储能技术的最新发展动态和未来趋势，这为我的学习和职业发展提供了重要的参考和指导。
总的来说，储能实践课让我从理论学习到实地参观，全面了解了储能技术的相关知识和应用。这不仅拓宽了我的知识视野，也增强了我对储能技术的兴趣和认识，为我未来的学习和职业发展打下了坚实的基础。——晁赟成
今年是学校第一次开设《储能技术原理、应用与实践》这门实践课程，自己很幸运成为第一届学生中的一员。我作为一名储能方向的研究生，通过本学期的课程实践，对储能领域有了更加全面深入的认识。在张新敬老师的组织协调下，我们相继进行了储能电站、设备生产厂家以及储能示范项目的参观实践；在乐多港储能电站第一次见到电池储能系统的各个部分，如电池模组、PCS等，完成了所学理论知识的具象化，加深了对整个储能系统的理解；在张北县现场参观百兆瓦先进压缩空气储能电站，对系统的压缩机、膨胀机以及蓄冷蓄热装置有了直观的感受，同时也对储能系统实际运行时的具体工况有所了解，积累了一定的工程经验；在第十二届储能国际峰会暨展览会上见识到了储能行业最新的储能产品，同时也了解到相关科研工作的前沿进展，极大地拓宽自己的视野，为自己起到了很好的引导作用。这些实践活动，让我取得了很大的收获，更加坚定了自己要为储能发展做出贡献的信念。——田慧龙
通过对储能技术原理、应用与实践这门课程的学习，不仅让我熟悉和掌握储能技术原理，还对其在各个领域的实际应用有了更为清晰的认识，并通过参观行业加深了对理论知识的理解。
在理论课程阶段，张新敬老师为我们深入浅出的介绍了包括压缩空气储能、抽水蓄能及飞轮等等国内外先进的物理储能技术，以及一系列先进的化学储能技术。课上邀请到行业内大拿如岳芬老师等为我们介绍储能产业链内容，还有物理所陆雅翔老师给我们介绍未来电池技术突破方向。
接着，我们进一步探讨了储能技术的应用场景。张老师带领我们参观了许多储能工程类项目，如北京现在唯一的锂电池储能电站北京乐多港、怀柔国家清洁能源平台学习残光储热/冷技术与应用、新源智储公司、京西燃气热电厂等。乐多港储能电站的运行模式在用电低谷时充电，高峰时放电，这种“削峰填谷”的运行方式不仅可以平衡电网负荷，还能够为用户节省一大笔电费，这种储能技术的应用，对于推动可再生能源的发展和实现能源转型具有重要意义；新源智储公司，它具备在新能源发电侧、火储调频、电网侧、用户侧等储能系统全应用场景落地能力；张北巨人百兆瓦压缩空气储能国家示范项目和国家风光储输一体化示范基地项目，现实了解到先进压缩空气储能技术具有规模大、成本低、寿命长等优势，是极具发展潜力的长时大规模储能技术；京西燃气热电厂，它是北京最大的燃气热电中心，肩负着为北京供电供热的职能。我们的实践课程基本涵盖了储能的上下游，它让我们对储能的产业应用有了更清晰的认知，使我们明白对储能的研究不只是局限在书本里。
张老师的储能技术原理、应用与实践这门课程让我知道了储能在当代双碳目标的前景下发展的蓬勃向上。随着可再生能源的快速发展和电力需求的不断增长，储能技术成为了解决能源供需矛盾、提高能源利用效率的关键手段。——缪德发
文字：周冰倩及全体选课学生
图片：张荣杰、周冰倩
审核：张新敬
