探討儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

邊海洋

摘要：隨著電網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，儲(chǔ)能也將作為一種新的技術(shù)手段，對(duì)于新的電力系統(tǒng)有極大的促進(jìn)作用。儲(chǔ)能以其自身的技術(shù)特長(zhǎng)，基于電力基礎(chǔ)，形成的對(duì)于能量的合理存儲(chǔ)與釋放，來(lái)達(dá)到生產(chǎn)生活的相關(guān)運(yùn)動(dòng)目的。由此來(lái)看，完備的儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)于電網(wǎng)的運(yùn)行有著不可忽視的重要作用，在電力系統(tǒng)的發(fā)電，配電，輸電，用電等環(huán)節(jié)都能起到很重要的作用。儲(chǔ)能的規(guī)?；\(yùn)用將會(huì)在未來(lái)的很多關(guān)鍵領(lǐng)域與相關(guān)技術(shù)上產(chǎn)生很重要的作用，而且儲(chǔ)能的規(guī)模將會(huì)沿著集中式與分布式相結(jié)合的方式進(jìn)行發(fā)展。本文旨在探討電力系統(tǒng)中儲(chǔ)能技術(shù)的相關(guān)應(yīng)用，以及儲(chǔ)能技術(shù)在市場(chǎng)上運(yùn)營(yíng)的前景，相關(guān)配套設(shè)備的簡(jiǎn)要分析。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)能技術(shù);電力系統(tǒng);應(yīng)用;研究

一、引言：

電氣化時(shí)代的到來(lái)，為整個(gè)世界的生產(chǎn)力帶來(lái)不可估量的促進(jìn)作用，本世界將是智能化時(shí)代的天下。而能源能量是社會(huì)發(fā)展的決定因素，一個(gè)國(guó)家要想長(zhǎng)久穩(wěn)定的發(fā)展，對(duì)于能源的發(fā)展不可不重視。電力儲(chǔ)能作為儲(chǔ)能的重要形式，對(duì)于未來(lái)發(fā)展清潔能源等有不可忽視的作用，基于本土能源狀況，本文就電力系統(tǒng)的的儲(chǔ)能方式作簡(jiǎn)要的分析，以探討電力系統(tǒng)中儲(chǔ)能的一般形式以及未來(lái)儲(chǔ)能技術(shù)在電力系統(tǒng)的應(yīng)用。

二、電力儲(chǔ)能簡(jiǎn)介與類(lèi)型介紹

電力儲(chǔ)能的簡(jiǎn)介

一般的電力儲(chǔ)能分為直接儲(chǔ)能（能量以電場(chǎng)和磁場(chǎng)形式存在）和間接儲(chǔ)能（電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能、化學(xué)能等）

電力儲(chǔ)能的類(lèi)型介紹

抽水儲(chǔ)能

抽水蓄能是指利用電網(wǎng)中負(fù)荷低谷時(shí)的電力，由水庫(kù)抽水到上水蓄能，到電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)，放水回到下水庫(kù)發(fā)電的水電形式進(jìn)行對(duì)于電能的儲(chǔ)存使用。這類(lèi)抽水儲(chǔ)能電站一般會(huì)作為特大城市應(yīng)急反應(yīng)的后備系統(tǒng)，比如潘家口的十三陵抽水蓄能電廠，其所在的中國(guó)京津唐電網(wǎng)是一個(gè)以火力為主的電網(wǎng)，電站在電網(wǎng)中的作用主要體現(xiàn)在事故備用、黑啟動(dòng)、以及保證北京用電的穩(wěn)定性和可靠性。由于燃煤火電機(jī)組的設(shè)備有限問(wèn)題，在遇到應(yīng)急時(shí)刻，火電對(duì)于電網(wǎng)頻率的變化會(huì)表現(xiàn)出巨大的不適應(yīng)性。因此，抽水蓄能電站就很好地起到了調(diào)節(jié)作用。其中，十三陵抽水蓄水電場(chǎng)運(yùn)行著正常后，電網(wǎng)合格率每年達(dá)到99.99%，因此，大力發(fā)展蓄水電站是很有必要的。

超導(dǎo)磁儲(chǔ)能

超導(dǎo)磁儲(chǔ)能（superconducting magnetic energy storage SMES）是利用超導(dǎo)體制成的線圈儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量，這種儲(chǔ)能方式，由于長(zhǎng)期無(wú)耗損，能量釋放率高，釋放能量的速度快，因此可以用于電網(wǎng)電壓、頻率、有功和無(wú)功的且易于調(diào)節(jié)。

其中SMES可以作為一個(gè)靈活調(diào)控的電源，可實(shí)現(xiàn)與電力系統(tǒng)的實(shí)時(shí)大容量能量交換和功率補(bǔ)償。SMES側(cè)重于發(fā)展高溫超導(dǎo)涂層導(dǎo)體，能在擾動(dòng)消除后縮短暫態(tài)過(guò)渡過(guò)程，能夠使系統(tǒng)快速回到穩(wěn)定狀態(tài)。

超級(jí)電容器

超級(jí)電容器是由特殊材料制成的，可供強(qiáng)大的脈沖功率，電極表面充電時(shí)處于理想化狀態(tài)，電荷吸引電解質(zhì)中的異性離子，使其附于電極表面，形成雙電荷層，構(gòu)成雙電層電容。正常情況下，超級(jí)電容內(nèi)部不發(fā)生化學(xué)變化，充放電過(guò)程有良好的可逆性，因此使得充放電次數(shù)可高達(dá)10萬(wàn)次。其適應(yīng)場(chǎng)合是：高負(fù)荷的負(fù)載平滑和改善電能質(zhì)場(chǎng)合，在電網(wǎng)中維持和電網(wǎng)穩(wěn)定，防止電壓波動(dòng)等有明顯的優(yōu)勢(shì)。

壓縮空氣儲(chǔ)能

壓縮空氣儲(chǔ)能是指目前處理抽水儲(chǔ)能外的唯一一種單體容量可超過(guò)百WM的高效儲(chǔ)能技術(shù)，這種儲(chǔ)能設(shè)備具有投資費(fèi)用小，存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)，發(fā)電成本低等特點(diǎn)，并且可實(shí)現(xiàn)模塊化組建。主要用于風(fēng)谷電能回收，電荷平衡，調(diào)制頻率，發(fā)電系統(tǒng)備用等特點(diǎn)。

電化學(xué)儲(chǔ)能

近些年，電池儲(chǔ)能發(fā)展很快，在未來(lái)也是最具潛力的一種儲(chǔ)能方式。電池儲(chǔ)能的特點(diǎn)在于：由于功能與功率不同可以靈活配置，迅速響應(yīng)，精度控制以及低電耗，在電力系統(tǒng)常用在小功率場(chǎng)合。未來(lái)需要電化學(xué)儲(chǔ)能降低工藝費(fèi)用，突破技術(shù)壁壘，不斷實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能功能的升級(jí)。

三、電力儲(chǔ)能應(yīng)用分析

能量管理

由于電力負(fù)荷峰谷差的不斷變大，給發(fā)點(diǎn)與調(diào)度帶來(lái)很大困難。利用高效能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)減少負(fù)荷谷峰差，緩解電力電網(wǎng)的建設(shè)，大大提高電力設(shè)備的利用效率。

電動(dòng)汽車(chē)儲(chǔ)能為電力儲(chǔ)能帶來(lái)巨大的潛力市場(chǎng)，新能源汽車(chē)對(duì)于汽車(chē)電池的要求越來(lái)越高，隨著國(guó)家與國(guó)際社會(huì)減排號(hào)召。新能源汽車(chē)作為主要的節(jié)能產(chǎn)品，承擔(dān)著創(chuàng)新汽車(chē)電池儲(chǔ)能的重任。同時(shí)，隨著電池儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展，也為電動(dòng)車(chē)行業(yè)提供先進(jìn)的技術(shù)指導(dǎo)與理論支持。

提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性

電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行通常對(duì)環(huán)境，設(shè)備，能源要求加高，如果能發(fā)展儲(chǔ)能系統(tǒng)，那么對(duì)于電力系統(tǒng)的突發(fā)情況將會(huì)起到很好的補(bǔ)充作用。擾動(dòng)發(fā)生時(shí)，通過(guò)運(yùn)行過(guò)程的充放電儲(chǔ)能，快速實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)放電。通過(guò)配合電網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中的自動(dòng)調(diào)節(jié)并調(diào)整安穩(wěn)裝置。

提高電網(wǎng)對(duì)新能源的接受力

隨著新一代新型能源的不斷滲入，風(fēng)力發(fā)電，水力發(fā)電，太陽(yáng)能發(fā)電等新型能源的補(bǔ)充，電網(wǎng)的發(fā)電任務(wù)將會(huì)有所減少，對(duì)于電網(wǎng)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，這將會(huì)降低對(duì)于煤炭等不可再生資源的使用。結(jié)合電網(wǎng)與新能源儲(chǔ)能，將會(huì)對(duì)未來(lái)的能源發(fā)展不斷進(jìn)行補(bǔ)充，會(huì)大大提高新一代的能源清潔力。

改善電能質(zhì)量

新的儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)于電網(wǎng)電能的質(zhì)量改善有很大的技術(shù)支持作用，當(dāng)電能質(zhì)量發(fā)生問(wèn)題時(shí)，儲(chǔ)能快速相應(yīng)系統(tǒng)會(huì)發(fā)生動(dòng)態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)有功調(diào)節(jié)與無(wú)功控制，以降低電壓波動(dòng)，消除電壓的升高與降低，改善功率因數(shù)，保證用戶的供電?；趦?chǔ)能的電能裝置不僅可以控制電能質(zhì)量，而且可以有更大的經(jīng)濟(jì)性能。

結(jié)束語(yǔ)

儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展對(duì)于未來(lái)社會(huì)的能源發(fā)展無(wú)疑是一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的作用，也會(huì)對(duì)未來(lái)的能源結(jié)構(gòu)有很大的改變，對(duì)于儲(chǔ)能發(fā)展的前景，將會(huì)對(duì)能源分布與社會(huì)技術(shù)的發(fā)展方向帶來(lái)很大的變革性力量。今后的科研工作者仍需繼續(xù)努力，在專業(yè)技術(shù)上越來(lái)越精進(jìn)，為未來(lái)的社會(huì)實(shí)現(xiàn)清潔能源，為將來(lái)社會(huì)的可持續(xù)性穩(wěn)定發(fā)展貢獻(xiàn)出應(yīng)有的貢獻(xiàn)。在社會(huì)方面，也需要不斷發(fā)展基礎(chǔ)設(shè)備，對(duì)于市場(chǎng)環(huán)境與政策也要有足夠的了解，在保證社會(huì)正常運(yùn)行的情況下，不斷探索新的能源發(fā)展新路子。實(shí)現(xiàn)電力系統(tǒng)的優(yōu)化配置與向前不斷的可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

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