基于能源互联网的电力储能技术研究分析

发表时间:2021/7/8   来源:《基层建设》2021年第11期   作者:张亮
[导读] 摘要:本文对能源互联网背景下的电力储能技术进行了研究,首先分析了能源互联网背景下的电力储能技术,然后对电力储能技术进行了研究,最后对能源互联网背景下的电力储能技术进行了探讨。
        天津天大求实电力新技术股份有限公司
        摘要:本文对能源互联网背景下的电力储能技术进行了研究,首先分析了能源互联网背景下的电力储能技术,然后对电力储能技术进行了研究,最后对能源互联网背景下的电力储能技术进行了探讨。
        关键词: 能源;互联网;电力储能
        1 引言
        随着社会的发展进步和国民经济的增长,能源已经成为国民经济发展的支柱,尤其是在能源较为紧缺的当今时代,发展可再生能源也逐渐成为我国能源发展的方向和目标[1]。各种新能源项目的持续增加,在一定程度上也对我国电网的稳定运行带来了很大的挑战。在能源互联网背景下发展电力储能技术已经成为保证电网安全稳定运行的重要战略措施[2]。基于此,下文就能源互联网的发展现状、电力储能技术的主要内容和能源互联网背景下的电力储能技术进行了简单分析。
        2 能源互联网背景下的电力储能技术现状
        可再生能源的研发是我国在电力能源发展上的主要方向和重要目标。然而,新能源电力技术的引进,对电网的稳定性造成了一定的不良影响[3]。为了使互联网技术与新能源的开发能够有机结合,世界各国均对能源互联网的发展予以特别的重视,而传统的能源消耗系统,其运作形式十分单一,且耗能较大。因此,能源互联网下的电力储能技术,要求要增加可再生能源的比重,重视能源消耗和能源利用的效率性。在我国,智能电网的发展也取得了重大的成果,信息技术在电网中的运用十分普遍。近年来,我国相关能源控制部门下发了相应的文件和能源优化方案,为我国的能源互联网技术奠定了法律支撑。可见,在能源互联网背景下的电力储能技术在我国的发展趋势整体向好,并且有十分光明的发展前景。
        3 电力储能技术研究
        电力储能技术在不断地发展完善过程中,主要包含了储热技术、电动汽车、电化学储能等,具体如下:
        3.1 储热技术
        储能技术主要包含显热储能技术、潜热储能技术、化学储能技术等。其中,显热储能技术的技术原理是利用介质温度的持续上升来实现热储存的目的。潜热储能技术从本质上来讲是相变储能,在实际应用的过程中,是通过材料的相变来吸收或者是释放能量,最终形成“固—液”相变过程。潜热储能技术与显热储能技术相比较,温度变化较为稳定,能源的密度也较大。化学储能技术的应用原理是利用相应的化学反应来实现热能的储存,在实际应用的过程中,与显热储能技术以及潜热储能技术相比较,能量的密度是最高的,几乎是显热储能技术和潜热储能技术的10 倍,但是化学储能技术在应用过程中也具有一定的缺陷,在储热材料的选择上较为困难。
        储热技术的应用价值很高,具体表现为以下几点:第一,在太阳能发电方面的应用,技术人员通过应用储热技术,可以缓解或者是解决太阳能发电过程中的间歇性问题,保证太阳能发电的稳定性;第二,在新能源发电方面的应用,技术人员应用储热技术可以弥补新能源发电过程中的不足,例如,解决消纳问题、提高热电机组的灵活性和调峰能力。
        3.2 电动汽车技术
        作为能源互联网背景下的重要电力储能工艺之一,电动汽车的运用和发展越来越受能源行业的重视,而传统的电动汽车,其动力来源主要有以下两种类型,分别是BEV 和FCVE种。具体来说,FCVE类型则具体指的是有机融合交通运输结构网和氢能的能源,为电动汽车提供动力。而另外一种BEV类型的工作原理则具体指的是:电网和交通运输网络的结合。而当前在我国的电动汽车及市场和电动汽车技术的研发上,尤其是在BEV和FCVE两种动力来源类型上均有向商业化发展的趋向,这极大地推动了我国在电网上的稳定发展,同时也为我国互联网电力储能的技术提供了有利的条件。可见,在能源互联网背景下的电力储能技术,尤其是在电动汽车行业,具有较高的食用价值。


        3.3 电热化学储能工艺
        电化学储能在实际的发展过程中,响应速度相对较快,在我国电网中承担着一定的功率服务和能量服务的任务,技术人员通过应用电化学储能,可以对电网进行调频,结合分布式电源,不断提高电网运行的可靠性,进而提高微电网能力管理工作的效益。目前,电化学储能技术在我国还处于不断发展和完善的过程中,其应用范围还会持续扩大。
        4 能源互联网背景下的电力储能技术研究
        4.1 可再生能源发电的协同调度技术
        在建设能源互联网的过程中,其建设核心是实现对可再生能源的最大化利用,提高能源利用率,这就需要对可再生能源进行规划和调度。首先,在规划方面,技术人员要注意选择适合的储能技术,对储能的容量进行科学地配置和布局,进而实现对电力资源的协调处理,最终提升电力资源的调配率和使用率;其次,在调度方面,技术人员要加强对能源的分析,通过对储能系统进行调峰调频和旋转备用容量,对本地区甚至是跨地区的新能源调度进行消纳。
        4.2 储能与能量转换的集成设计和协调配置
        在构建能源互联网的过程中,还需要实现储能与能量转换的集成设计和协调配置。首先,构建人员要确定能源系统的评价指标,具体包含经济指标、能源消耗指标,等等;其次,构建人员要将经济指标作为系统优化的核心工作;最后,在实际的电力能源供应过程中,构建人员要合理控制能源系统的频率和电压,加强对系统中的动态特征的分析。
        4.3 能源价格机制
        为了确保在能源消耗上不造成资源的浪费和经济效益上的降低,技术人员在对能源交易上必须对其价格进行合理的分析和控制[4]。具体来说,工作人员必须切实考虑到经济利益和网络运行的管理要求,通过完善电力能源交易和能源价格机制体制,减少关于电力能源系统的成本使用的波动性。除此之外,相关工作人员还必须结合市场的实际情况,将电力储能的实际效果和能源交易相结合,以此来确保电力储能技术在工作过程当中的使用。
        4.4 储能方面的能量流优化和能量调度技术
        能源互联网在实际构建的过程中需要进行多种能源的融合,因此,能源具有多样化的特点,在实际的输入和输出过程中,能源互联网的配置相对复杂。另外,能源互联网在构建过程中,各种设备都是“即插即用”和故障情况下的“网络重构”,进而能源流的路径也较为多变,无形中也增加了能源互联网在设计和运行过程中的难度,这就需要对储能方面的能量流进行优化和调度。首先,技术人员需要设定系统能源的最低总费用下的消费目标;其次,对能源流的路径进行控制,完善设备的功能,实现各个周期时间内的联合优化。除此之外,技术人员还需要建立能源系统中的优化调度模型,在模型设计中调整储能的工作状态。
        5 结论
        综上所述,电力储能技术包含储热技术、电动汽车、电化学储能等内容,在发展过程中,对于我国社会的可持续发展和国民经济的增长意义重大。另外,随着电力储能技术在能源互联网中的广泛应用,在很大程度上也完善了我国传统的能源结构体系,挖掘出了更多的新能源和可再生能源,为我国国民的生活提供了便利。因此,电力储能技术在我国能源互联网的构建方面还有着很大的发展空间。
        6 参考文献
        [1] 李建林, 田立亭, 来小康. 能源互联网背景下的电力储能技术展望[J]. 电力系统自动化, 2015, 000(023):15-25.
        [2] 韩伟、彭玉丰、严海娟. 能源互联网背景下的电力储能技术展望[J]. 电气技术与经济, 2020, No.17(05):15-16+22.
        [3] 来小康, 王松岑. 能源互联网背景下的储能技术及产业发展[J]. 高科技与产业化, 2016(4):26-31.
        [4] 崔岩. 能源互联网中储能系统发展趋势分析 访中国电力科学研究院电工与新材料研究所储能研究室主任李建林[J]. 电气应用, 2016, 035(011):4-7.
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