【摘要】在電力系統(tǒng)中應用儲能技術，具有積極的現(xiàn)實意義。分析儲能技術和它在電力系統(tǒng)的具體應用情況，能夠客觀的反映出目前儲能技術的發(fā)展水平，也可以發(fā)現(xiàn)哪些因素會制約它在電力系統(tǒng)中的發(fā)展，更是對其未來發(fā)展前景的一種探索。下面我將簡單闡述儲能技術的內(nèi)涵和原理，以及特點，存在的問題，探討儲能技術在電力系統(tǒng)中的實際應用情況。
 

【關鍵詞】儲能技術；電力系統(tǒng)；應用；前景
 

隨著經(jīng)濟的發(fā)展和科學技術的進步，我國的智能電網(wǎng)事業(yè)也獲得飛速發(fā)展，通過新能源發(fā)電被廣泛的利用起來。相關企業(yè)和科研工作者開始意識到儲能技術的重要性。儲能技術的類型豐富多樣，可以應用到輸變發(fā)用配各個環(huán)節(jié)，不管是它的功率，容量還是技術和響應時間，在性能上都存在差異，應用在電力系統(tǒng)中必須根據(jù)實際情況進行科學合理的選擇，最大化的把儲能技術的價值發(fā)揮出來。
 

1儲能技術
 

1.1類別

按照能量的差別，我們可以把儲能技術大致劃分為下面幾種類型：

①基礎燃料能量的存儲，比如石油，煤和天然氣；

②中級燃料能量的存儲，比如煤氣，氫氣，太陽能燃料；

③對后續(xù)消費能量的儲存和電能的存儲，比如相變儲能。筆者主要對電能儲存技術進行分析和探討。根據(jù)能量的形式，可以把電能存儲氛圍化學和物理兩部分，其中物理儲能又能分成電磁場儲能和機械儲能。
 

1.2機械儲能
 

1.2.1抽水蓄能抽水蓄能的發(fā)電站一般情況下由上下水庫，發(fā)電系統(tǒng)和輸水系統(tǒng)構成，并且下水庫和上水庫之間是有落差的。當電力負荷處于低谷時，可以把下水庫中的水抽入上水庫，通過水力勢能的方式存儲能量；當負荷屬于高峰階段，再把上水庫中的水引入下水庫用于發(fā)電，把水力勢能轉變?yōu)殡娔?。這項技術發(fā)展穩(wěn)定，相對成熟，壽命在30~40年之間，它的儲能容量，規(guī)模還有功率非常大，除了書庫的庫容外，不受其他條件的限制，一般處于100~2000MW范圍內(nèi)。同時，抽水蓄能也存在缺陷，它受制于外在地理條件，建造水庫的地質(zhì)必須符合相關要求。它的關鍵技術具體有工程地質(zhì)技術，選擇抽水蓄能電站的主要參數(shù)的技術，抽水蓄能機組技術。

1.2.2壓縮空氣儲能在燃氣輪機技術的基礎上出現(xiàn)了一種新的能量儲存系統(tǒng)，即壓縮空氣儲能系統(tǒng)。它的主要工作原理是：電力系統(tǒng)用電出現(xiàn)低谷時，通過富余的電量發(fā)動空氣壓縮機，通過壓縮空氣把能量儲存起來；電力系統(tǒng)處于用電高峰時，釋放出高壓空氣，給發(fā)電機正常工作提供能量支持。相關科研人員對于壓縮空氣儲能系統(tǒng)的調(diào)研從未停止過，導致壓縮空氣儲能系統(tǒng)的形式非常豐富多樣，根據(jù)應用規(guī)模和熱源的差異，把它劃分成下面幾種：

①傳統(tǒng)的利用地下洞穴和天然氣進行儲能的電站，一臺機組的規(guī)模大于100MW；

②新型壓縮空氣進行能力儲存的系統(tǒng)，告別了地下洞穴和天然氣的使用，可以把一臺機組的規(guī)?？刂圃?0MW以下。按照儲能系統(tǒng)和其他熱力系統(tǒng)是否可以耦合，又可以把它分成燃氣蒸汽聯(lián)合循環(huán)耦合系統(tǒng)，燃氣輪機系統(tǒng)，內(nèi)燃機系統(tǒng)和制冷循環(huán)耦合系統(tǒng)。具體而言，當前的空氣壓縮儲能技術相對成熟，效率也比較高，可以達到70%，可以還是受到化石燃料和地理條件的制約。

1.2.3飛輪儲能通過旋轉體即飛輪的運動的方式進行能量存儲是飛輪儲能的主要工作原理。存儲階段，在電動機的作用下，可以增加飛輪旋轉的速度，把電能變成動能；釋放能量的過程中，飛輪的轉動速度會降低，電動機發(fā)揮發(fā)電機的作用，把動能變成電能。這種儲能方式，轉換能量的效率比較高，也不會對環(huán)境造成破壞，環(huán)保能力好，功率密度高，使用壽命長，但是它的自放電率相對高一些，而且存儲能量的密度比較低。
 

1.3化學儲能
 

化學儲能主要利用化學反應，實現(xiàn)電能和化學能量的相互轉換，進行能量存儲。電池作為轉換能量的主要載體，種類豐富多樣，它的電化學反應和內(nèi)部組成材料存在差異，但是卻有著基本相同的內(nèi)部核心結構，全是正負極，電解質(zhì)和隔膜構成的。正極是電池內(nèi)部高電勢的一端，負極是電勢低的一端。進行充電時，正極內(nèi)的活性材料被氧化，失去電子，陽離子在電場和電解質(zhì)的作用下來到負極，流失的電子順著外電路的方向向負極移動，最終和負極內(nèi)的活性材料相融合，產(chǎn)生還原反應。充電過程和放電過程是相反的?；瘜W儲能方式可以根據(jù)應用需求的不同靈活的配置能量和功率，擺脫了地理條件的制約，反應能力好，可以批量化生產(chǎn)和大規(guī)模應用。但是他也存在短板，比如電池的成本高，壽命短，都是需要日后進行改進完善的地方。
 

2儲能技術在電力系統(tǒng)中應用的評價指標
 

能否讓儲能技術在電力系統(tǒng)中發(fā)揮出最大的功效，一方面受到它能否達到特定的等級和規(guī)模的影響，受到它能否和工程應用的設備形態(tài)相符影響，另一方面，也受到它自身的技術經(jīng)濟性和安全可靠性影響。要想在未來把儲能技術廣泛的應用到電力系統(tǒng)中，一定要保證它的規(guī)?？梢赃_到兆瓦級/兆瓦時級；還要保證應用到電力系統(tǒng)中的儲能系統(tǒng)，適合標準化和批量化的生產(chǎn)，方便日常的維護和控制；同時還要結合先進的科學技術，不斷的完善電力系統(tǒng)中的儲能技術，讓它符合電力系統(tǒng)的發(fā)展需要和社會的發(fā)展要求，最大程度的發(fā)揮自身功能。此外，也要考慮它的技術水平和經(jīng)濟成本，這都是可以決定儲能技術能否被廣泛推廣利用的因素，一定要重視，時刻謹記提高技術水平，節(jié)約成本。
 

3儲能技術在電力系統(tǒng)中的應用現(xiàn)狀
 

據(jù)實際情況看，電力系統(tǒng)中容量最大的儲能裝機還是抽水蓄能。在電力系統(tǒng)中應用抽水蓄能，可以起到調(diào)相調(diào)頻，黑啟動，事故備用，削峰填谷和電網(wǎng)調(diào)峰的作用，因為每一個國家電力市場和它的規(guī)模結構都存在差異，也會有不同的方法對抽水蓄能的運行和電價機制進行管理。舉個例子，日本制定電價使用的是內(nèi)部核算和租賃制；英國則專門針對抽水蓄能制定了電價機制和競價模式，對抽水蓄能的交易和收入做出了明確的規(guī)定；美國不同的州擁有不同的電力體制和運行方式。具體包括租賃制，電網(wǎng)統(tǒng)一經(jīng)營，參與電力市場競爭三種模式。我國則建立了相對完整的抽水蓄能管理和開發(fā)建設體系，并把它的建設和管理交由電網(wǎng)經(jīng)營企業(yè)，由電網(wǎng)企業(yè)承擔它一半的建設成本，剩下的分別由用戶和發(fā)電企業(yè)承擔。
 

4儲能技術在電力系統(tǒng)中應用的發(fā)展前景
 

根據(jù)VLPGO的結論可以看出，中日美西班牙等國，都主張把太陽能和風能等清潔能源作為長期使用的化石燃料。不同的國家針對自身的電力系統(tǒng)特點，提出了不同的目標和政策，并推廣落實。未來新能源將被大規(guī)模的開發(fā)，電網(wǎng)事業(yè)也會飛速發(fā)展，國家都認為儲能技術定義為可以對市場需求進行快速反應和服務的產(chǎn)品，并且大力應用到電力系統(tǒng)中，受到電網(wǎng)公司的歡迎和認可。儲能技術在電力系統(tǒng)中的應用，不管是今天還是未來，都具有不可取代的作用，它可以削峰填谷，接入大量的可再生資源，減少電網(wǎng)建設的投資成本，也可以給電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運行提供保障，也可以給市場帶來新的發(fā)展機遇和經(jīng)濟效益。未來全球的儲能市值將會出現(xiàn)前所未有的提升。雖然在電力系統(tǒng)中應用儲能技術的前景是樂觀和廣闊的，但是也存在諸如，政策扶持力度差，沒有明確的商業(yè)模式，成本高，缺乏系統(tǒng)的電價機制等問題，需要不斷的努力，進行改善。

綜上所述，儲能技術在未來，必然會成為轉變能源結構，變革電力生產(chǎn)和消費方式的支撐性技術，環(huán)節(jié)可再生能源在發(fā)電過程中出現(xiàn)的隨機波動和間歇性問題。在電力系統(tǒng)中應用儲能技術，一方面，可以有效提高傳統(tǒng)電網(wǎng)設備的運行效率和利用率；另一方面，它能夠更好地解決電網(wǎng)中的如法故障，有效提升電能的質(zhì)量，實現(xiàn)電力系統(tǒng)高效，穩(wěn)定和安全的運行，使其能夠滿足社會發(fā)展的要求。因此相關科研人員需要充分重視儲能技術的作用，從本國實際情況出發(fā)，結合先進的科學技術，對儲能技術在電力系統(tǒng)當前應用中存在的問題進行解決，給其未來發(fā)展奠定基礎。
 

參考文獻
 

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[3]葉季蕾，薛金花，王偉，吳福保，楊波.儲能技術在電力系統(tǒng)中的應用現(xiàn)狀與前景[J].中國電力，2014，03：1~5.

作者：邱倬 單位：江西誠達工程咨詢監(jiān)理有限公司