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储能技术在电力系统中的应用陈沛森

发表时间：2020/10/20 来源：《基层建设》2020年第19期作者：陈沛森

[导读] 摘要：伴随当前可持续发展思想观念的产生，国内能源及环境其问题也逐步变成全社会关心的焦点问题。

        广州市愈峰电力工程设计有限公司广东广州 510000
        摘要：伴随当前可持续发展思想观念的产生，国内能源及环境其问题也逐步变成全社会关心的焦点问题。其中的储能技术也引起了电力企业的高度重视，在电力企业的发展当中，通过在电力系统内部，有效应用储能技术，有助于能源输送和电力系统的稳定安全运行，充分发挥储能技术应有的作用。基于此，本文从电力系统出发，探讨了储能技术的种类、作用及有效应用措施，仅供参考。
        关键词：电力系统；储能技术；有效应用
        在新世纪下，位处经济飞快发展的环境下，人们也变得更加依赖能源。其中电力能源当属经济稳定向前飞快发展的一大保障。现阶段，国内电力区域内部，存在很尖锐的供需矛盾，并且形成了一种全国联网的固定电网格局。其中的储能技术也逐步变成电网运行内部关键性的组成部分之一。通过储能技术，可以灵活调整电力需求、大幅提升再生能源的实际可利用率，大力保护电力系统日常运行的正常性与顺畅度。
        一、储能技术的种类
        根据能量种类的不同，可大体上将储能技术，划分成这些种类：存储基本的燃料能量，其中主要涉及煤、石油、天然气等；存储中级燃料内部的能量，其中主要涉及氢气、煤气、太阳能等；存储后续能量、电能等，如相变储能等。从电能储存专业技术出发，按照能量的具体形式，还可将电能存储划分成化学储能、物理储能，而在物理储能中又主要涉及机械储能等。
        二、在电力系统中储能技术的重要作用
        1、提升体系在新能源上的兼容性
        在以前电网的发电中，除了会大量消耗能源外，还会严重污染到环境。尽管风能、太阳能等，均是可再生类型的清洁能源，并可应用到发电领域，但是却因为能够随机波动，因此会影响到电网日常的稳定运行。为了逐步增强新能源在供电上的可靠性，则可通过储能设备予以缓冲，以缓解新能源冲击电网的力量，逐步提升大容量风电场兼容新能源的综合能力。在运用储能装置的过程当中，还可以强化分布式发电的整体可控性以及微电网的整体可调性，进而增大开发利用新能源的效率。伴随电网内部新能源逐步提升应用率，资源利用也会日益多样性、丰富地域分布性，以响应系统需求，通过新能源发电量互补储能容量，来降低体系内部发电所需量及总的储能量。
        2、提升能量管理工作效率
        在各个行业的发展当，均会用到电。在社会上增大用电需求量时，给发电工作带来很大的挑战，所以很难科学、有效地调度电能。此外，在建设电力系统当中，为了增强体系输电能力，则应注意配备更优质、功能更丰富的电力设备，来大幅提升电力体系建设成本。在使用电力设备当中，便会排放污染物。因此应增加一定的电力新设备，以提供给社会充裕的电能并不现实。通过创建大型储能体系，便可大幅降低负荷峰谷之间的不同性，有效缓解电源及建设电网领域的问题，并增大电力设备的整体利用率。在低储高发模式下，还能有效推动电力交易的整体商业化，进而大幅套利。例如，通过储能的电动汽车，便可增强电力体系储能潜力。当电动汽车互动电网时，还可采用蓄能电池备用电源，以基于V2G理念，帮助用户有序地充电，进而辅助电网调频调峰等。
        3、提升体系稳定度
        唯有控制好安全性，方才可维持体系稳定运行。但体系稳定性却易被诸多因素所影响，比如雷电、设备故障、负荷突变等。在体系不够稳定时，体系势必会出现电压不稳、振荡等问题，但利用储能技术便可妥善处理以上问题。例如，在现代发电机机端又或新发电体系内部的节点位置，统一安装必要的储能系统。一旦发生扰动，便可在运行中灵活调整储能装置的具体充放电时间，以进一步顺利地实现无功功率交换，及时抑制体系振荡，进而维护电力体系运行的整体稳定度。

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在协调配合下，通过体系内部的自动调节及安稳装置，便可自动调整体系时间，以防系统不再稳定。
        三、在电力系统中有效应用储能技术
        1、有效应用压缩空气的专业储能技术
        作为能量储存新体系之一，压缩空气的储能体系主要基于燃气轮机专业技术而发展来的。针对用电低峰段，便可转化电能为别的能量，并充分发挥储存能量的作用。在电力体系的高峰用电期，便可释放高压空气，提供给发电机必要的能量，以维持正常的状态。伴随空气压缩储能体系的日益深化，逐步丰富多样化的形式。其中主要涉及以下几种：其一，在传统电站内，利用天然气、洞穴储能，其中一台机组一般具有100MW以上的规模。其二，通过压缩空气的新储能体系，可缩小机组整体规模，令其在100MW以下。按照储能体系可否与别的热力体系耦合为主要划分根据，便可划分压缩空气专业储能系统为以下几种：联合循环燃气蒸汽耦合体系、燃气轮机体系、内燃机体系、循环耦合制冷体系。现阶段，业已广泛应用空气压缩专业储能技术，且具有70％的储能效率。但是在具体应用中，还是会被化石燃料和地理情况限制。
        2、有效应用电池储能专业技术
        在电力系统中，通过应用电池储能专业技术，除了可以提升电力体系运行效率外，还可以维持电力体系内部的安全运行。通过在发电环节应用电池储能专业技术，便可按照电网的具体运行方式、基本目标等，优化配置电池专业储能体系当中的容量。当前，增大容量约65％，便需要在智能电网内统一设置功率稳定的储能体系。就输电部分，通过有效应用电池储能专业技术，便可基于储能体系来创建调频电站，延长容量储存时间，以增大电力体系运输电能的效率。但在变电中引进电池储能专业技术，还可增强电力体系储存功能。通常通过应用电网智能储存体系电池，大约能维持7小时的储存时间。在当前输电线路体系内部接进10kV母线的变电侧专业储能装置，便可并网运行。
        3、有效应用飞轮储能专业技术
        在智能电网内，通过应用飞轮储能专业技术，能增强电力体系接纳可再生新能源能力，增强电力体系稳定度。尽管科技在发展，但是可再生能源本就不稳定，因此在电力输电体系加以应用，便会带给输电体系的安全与稳定负面影响。通过融合飞轮储能及风力发电专业技术，以有效发挥风能的作用，减小电力体系运行成本，促进电力单位更好地发展。在存储中释放能量时，便会影响飞轮转速，通过化动能为电能，来减小发电成本，避免运行故障出现。一旦电力体系出现故障，便会大幅影响到智能电网内部的储能系统。基于飞轮储能体系，还可增大电力体系故障处置工作效率，维持体系运行的正常性。所以飞轮储能专业技术的特点很多，如快速、大容量、小密度、长寿命等。在容量一样时，通过飞轮储能专业技术，便可逐步增强调节效果。
        四、结语
        综上所述，在电力系统当中，当前的储能技术越来越高效地转换能源、提升能量密度、降低应用成本，并起到了很关键的作用，如补偿电压、调峰、调节频率、管理电能质量等，以控制整个系统整体运行的稳定性、安全性、可靠性。为了维护电网的整体安全、可靠，强化区域电网专业峰谷负荷的整体自调节性、逐步增强输变电综合能力、妥善处理跨区域方面的供需矛盾、强化供电可靠度、优化用户电能实际质量，并达到可再生能源体系内部的需要，则应大力开发研究新的运行系统，有效应用储能技术，加快电站的建设与发展，从而优化配置电力体系、可持续发展电网结构。
        参考文献：
        [1]艾欣，董春发.储能技术在新能源电力系统中的研究综述[J].现代电力，2015，32（05）：1-9.
        [2]叶季蕾，薛金花，王伟，吴福保，杨波．储能技术在电力系统中的应用现状与前景[J]．中国电力，2014，03：1-5．
        [3]马建新.新能源电力系统中的储能技术探讨[J].电子技术与软件工程，2016（11）：244.