大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的研究

余東旭

摘要：伴隨著我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，電力行業(yè)面臨著較大的發(fā)展挑戰(zhàn)，新型技術(shù)的出現(xiàn)及運(yùn)用能夠有效提升電力系統(tǒng)的工作效率，當(dāng)然其中也存在一些運(yùn)用問題?；诖耍覀儜?yīng)該深入探究大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，結(jié)合實(shí)際需求制定科學(xué)的應(yīng)用方案，希望能夠從根本上推動(dòng)電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)；電力系統(tǒng)；應(yīng)用

一、大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的相關(guān)概念論述

到目前為止，我國的電力行業(yè)取得了較為顯著的發(fā)展成效，與以往的電力系統(tǒng)工作模式相比，當(dāng)前的新型技術(shù)電力系統(tǒng)工作模式更加先進(jìn)，例如風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮艿鹊刃问降陌l(fā)電，這些發(fā)電技術(shù)都屬于新能源發(fā)電技術(shù)。但是這些技術(shù)的應(yīng)用還不夠成熟，不僅有著一定的局限性，并且難于完全由人類控制，間斷性和不穩(wěn)定性較強(qiáng)，對(duì)于電網(wǎng)的安全運(yùn)行也存在一定的威脅。由此，大規(guī)模的儲(chǔ)能技術(shù)就顯示出相當(dāng)?shù)默F(xiàn)實(shí)意義，它可以幫助削減甚至消除新能源發(fā)電技術(shù)的波動(dòng)、隨機(jī)性，提高新能源的利用率，促使電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全發(fā)展，增強(qiáng)其與其他能源的競爭力。儲(chǔ)能技術(shù)無論是在電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電還是在配電的各個(gè)階段都能夠發(fā)揮出不可替代的作用，這不僅可以使得高峰時(shí)期供電的負(fù)荷有所下降，并且可以提電力系統(tǒng)中電網(wǎng)設(shè)備的利用率和整個(gè)系統(tǒng)的工作效率，如此就可以大大地降低電網(wǎng)故障出現(xiàn)的幾率，還能夠一定程度地提升電能質(zhì)量，更加合理地滿足用電需求促進(jìn)能源利用的形式轉(zhuǎn)變。

二、試析儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展

（一）研究分析儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。儲(chǔ)能技術(shù)的種類多種多樣，大致可以分為以下幾種，基礎(chǔ)燃料類的儲(chǔ)能技術(shù)、中級(jí)燃料類的儲(chǔ)能技術(shù)、電能存儲(chǔ)類的儲(chǔ)能技術(shù)以及相變儲(chǔ)能類的儲(chǔ)能技術(shù)。按照這不同的形式分類后，他們的儲(chǔ)能原理則是物理儲(chǔ)能和化學(xué)儲(chǔ)能。由于儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展舉國關(guān)注，甚至在國際上的關(guān)注度也是非常之高，所以對(duì)于其發(fā)展和前景都被各國所探索并大力研究?，F(xiàn)在比較常見的儲(chǔ)能技術(shù)有機(jī)械儲(chǔ)能、電化學(xué)儲(chǔ)能、電磁場儲(chǔ)能和熔融鹽蓄熱儲(chǔ)能。其中機(jī)械儲(chǔ)能又包括抽水儲(chǔ)能和壓縮空氣儲(chǔ)能。抽水儲(chǔ)能能力的大小是由上下水庫之間存在的落差所決定，即在上水庫放水時(shí)完成水力勢能到電能的轉(zhuǎn)換，從而達(dá)到儲(chǔ)蓄電能的作用。基于燃?xì)廨啓C(jī)技術(shù)的發(fā)展，壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生，它是將用電狀態(tài)較低的剩余電量對(duì)空氣壓縮機(jī)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，將能量儲(chǔ)存在高壓的空氣中，在需要的時(shí)候這部分能來那個(gè)就可以釋放驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化。飛輪儲(chǔ)能的原理是屬于利用飛輪的物理運(yùn)動(dòng)學(xué)將能量的儲(chǔ)存與釋放都由飛輪的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，在飛輪的加速階段電能轉(zhuǎn)化成動(dòng)能，為釋放能量的過程，減速階段則是儲(chǔ)能的過程。電化學(xué)儲(chǔ)能是用了化學(xué)中物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)生能量通過形成電極控制電勢進(jìn)而使能量得到轉(zhuǎn)化。超導(dǎo)磁儲(chǔ)能技術(shù)也具有非常前沿的時(shí)代性，它是通過超導(dǎo)線圈和變流器將電磁能儲(chǔ)存，同樣釋放能量也是由變流器實(shí)現(xiàn)。對(duì)于熔融鹽蓄熱儲(chǔ)能則在太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中得到應(yīng)用，因其存在的不確定性和技術(shù)阻力，其應(yīng)用還非常受限，有待優(yōu)化調(diào)整。

（二）大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的未來發(fā)展探究。針對(duì)大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀可以推斷出其未來發(fā)展方向，然后根據(jù)儲(chǔ)能技術(shù)的相關(guān)評(píng)估采取科學(xué)的對(duì)策促進(jìn)電力系統(tǒng)的發(fā)展?？v觀國際形勢，我們不能對(duì)大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的探究有一絲懈怠。再看國內(nèi)，能源形式緊張，新能源勢必會(huì)成為時(shí)代發(fā)展的大潮，為社會(huì)和人民開辟新的能源道路刻不容緩。從以上提到的儲(chǔ)能技術(shù)來分析，我國在未來一段時(shí)間內(nèi)主要依靠的還是抽水儲(chǔ)能方式和化學(xué)能儲(chǔ)能中的各種電池儲(chǔ)能技術(shù)，飛輪儲(chǔ)能也可能在商業(yè)的能源供應(yīng)中發(fā)揮作用。此外對(duì)于超導(dǎo)磁儲(chǔ)能技術(shù)來說，我們可能需要更多的時(shí)間來使其成熟。對(duì)于大型的壓縮空氣儲(chǔ)能和熔融鹽蓄熱儲(chǔ)能的應(yīng)用更受制于地理環(huán)境的因素，對(duì)于地理?xiàng)l件合適的地區(qū)當(dāng)然應(yīng)該大力推廣，同時(shí)，熔融鹽蓄熱儲(chǔ)能也會(huì)在以后的發(fā)展中和太陽熱能的發(fā)展共進(jìn)市場，為人們廣泛使用。

三、大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）在能量管理中的應(yīng)用

最近幾年，我國電力系統(tǒng)各項(xiàng)工作出現(xiàn)了較為顯著的負(fù)荷峰谷差問題，這樣就會(huì)增加電力生產(chǎn)能量管理工作的難度，建設(shè)成本管控難度增加，這時(shí)候，削峰填谷顯得越發(fā)重要。為了滿足用電高峰期的供電需求，可大規(guī)模應(yīng)用高效儲(chǔ)能系統(tǒng)，提升電力設(shè)備和電力能源利用率，減小用電負(fù)荷峰谷差，通過低儲(chǔ)高發(fā)優(yōu)化電力產(chǎn)業(yè)效益。

（二）在提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性中的應(yīng)用

只有不斷提升電力系統(tǒng)的運(yùn)行穩(wěn)定性，才能有效推動(dòng)電力行業(yè)的長遠(yuǎn)發(fā)展，電力系統(tǒng)工作效率容易受到很多因素的影響，從而造成功角振蕩、電壓失穩(wěn)等不穩(wěn)定事件。應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)，能夠有效解決上述問題，通過儲(chǔ)能充電時(shí)間及交換功率的控制，快速平抑系統(tǒng)的振蕩，通過阻尼系統(tǒng)振蕩，切實(shí)提升系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性。

（三）在提高電網(wǎng)對(duì)新能源接納能力方面的應(yīng)用

要想進(jìn)一步滿足電力系統(tǒng)的發(fā)展要求，我們重點(diǎn)研究了一些新型能源發(fā)電模式在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，太陽能發(fā)電及風(fēng)力發(fā)電等不穩(wěn)定的發(fā)電形式被納入電力系統(tǒng)中，使得電力能源生產(chǎn)平穩(wěn)性受到影響。為了提升新能源供電的可靠性，可增加儲(chǔ)能裝置，高效儲(chǔ)存電力能源，借此緩沖新能源對(duì)電網(wǎng)運(yùn)行平穩(wěn)性造成的沖擊，讓電力系統(tǒng)中能夠接納更多的大容量風(fēng)電場及光伏電站，有效降低分布式發(fā)電及微電網(wǎng)的管控、調(diào)度難度，促進(jìn)電力生產(chǎn)的多樣化發(fā)展，使得可再生能源的可利用性增加。

（四）在電力系統(tǒng)調(diào)頻服務(wù)工作中的應(yīng)用

充分發(fā)揮大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的自身作用，能夠有效提升電力系統(tǒng)調(diào)頻服務(wù)工作水平，還能有效提升電力生產(chǎn)質(zhì)量。在現(xiàn)代化電力框架中，儲(chǔ)能技術(shù)由于快速響應(yīng)特性被應(yīng)用于電力調(diào)頻領(lǐng)域，有效提升了這項(xiàng)工作的效率及精準(zhǔn)度，在這一過程中，儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)揮了平抑電源、負(fù)荷波動(dòng)的作用?，F(xiàn)階段，美國在應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)提供調(diào)頻服務(wù)方面的技術(shù)體系是最為闡述的，經(jīng)實(shí)踐其投資得到了合理的回報(bào)，為其商業(yè)化應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)支持。

結(jié)語：

總而言之，大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)發(fā)展過程中起到了關(guān)鍵性的作用，我們應(yīng)該深入研究大規(guī)模儲(chǔ)能技術(shù)的自身作用，認(rèn)真準(zhǔn)確的把握其發(fā)展動(dòng)向，不遺余力的開發(fā)和創(chuàng)新新的儲(chǔ)能技術(shù)并不斷完善現(xiàn)有技術(shù)，為社會(huì)的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻(xiàn)。

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