储能技术在电力调峰中的工程应用

发表时间:2021/8/4   来源:《基层建设》2021年第13期   作者:吕宇
[导读] 摘要:能源是我国经济发展的重要推动力。
        万克能源科技有限公司  浙江省杭州市  310052
        摘要:能源是我国经济发展的重要推动力。为了保障能源的供应,国家能源部门出台了多项措施大力发展我国的能源产业,其中新型能源成为其中一抹亮色。很多能源项目的落成,极大增加了我国电能的供给量。但是,由于用户端无法及时消纳,导致很多发电项目不能满负荷运行甚至被迫停止运行。但是,在用户有很高需求时,却无法及时供给电能。面对此种现状,储能技术应用而生,利用储能装置作为发电方与用电方的平衡器,使整个电网可实现平稳运行。储能技术在电力系统调峰中的应用进行研究。
        关键词:储能技术;电力系统;应用
        引言
        储能是指将能量从一种形式转换为另一种形式后进行的能量存储。在电力系统中储能技术发挥着越来越重要的作用,而当前储能技术的应用状态以及未来的发展前景也是电力行业关注的热点话题。尤其是如今新能源发电得到了广泛的关注与支持,储能技术的作用也更加凸显出来,应用范围也在不断扩大,在不同的系统和环节中,应用的方式也不同,要想将储能技术的价值的作用发挥到最大,就要了解储能技术的应用现状,并结合电力行业发展的实际情况研究其发展前景。
        1电力储能类型及意义
        1.1电力储能类
        ①直接储能;②间接储能,其中的直接储能就是将电能利用磁场以及电场的方式储存起来,超导磁储能、超级电容器都属于直接储能,而间接储能就是利用一些化学能、机械能的方式将电能储存起来,化学电池、燃料电池、抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能这些采用的都是间接储能的方式。超级电容器的内部不发生化学变化,因此充放电的过程是非常好的可逆性,这一装置能够实现极其高的点功率密度。压缩空气储能技术是利用空气的压缩进行的电能的储存,这一技术能够实现长时间、耗损率低、成本低的电能储存,这一技术能够让大规模的新能源发电中的输出问题得到解决。
        1.2储能应用的意义
        1)发电功能,实现能量管理和负荷调节的行为;2)辅助供电功能,例如进行频率响应调节,作为旋转备用容量、冷备用电源,进行无功功率控制;3)应用于输配电系统中,可提高电力系统稳定性,抑制电压冲击、凹陷、振荡等;4)储能技术的发展促进了可再生能源利用,推动和实现智能电网大容量电力储能技术、电能质量控制技术、潮流灵活控制技术的发展。
        1.3电力系统调峰的重要性分析
        电力系统主要包括两方面,即发电端与用户端。理论而言,最理想的用电模式是发电端所产生的电量与用户端消耗的电能相平衡时,整个电网的运行效率达到最佳。但是,现实中很难达到完全的平衡。因此,才有了电力系统调峰的概念。
        2电力系统调峰的概念简介
        电力系统调峰是指选用特定策略,进而保证发电端所发的电量保持整体稳定的一种电力调节策略。因为,在现有的电力系统发电中,主要还是火力发电为主。火力发电中所选用的发电机的功率很高。从经济角度分析,发电机组从运行到停止再到运行所产生的费用较高,其启动时间也较长。因此,在实际运行中,发电机组原则上一旦开启,如果中途没有故障或是到了保养的时间之外,其它时间是不允许停机的。但是,目前的用电中,白天的耗电量远高于夜晚的耗电量。因此,白天的用电通常会产生峰值,而晚上的用电量则会产生低谷指,而此时的发电量基本保持不变。因此,面对不同的用电需求,就必须采取相应的电能调节措施,以应对不同时段的用电需求。
        3电力系统调峰的重要意义
        电力系统调峰对于电网的正常平稳运行具有十分重要意义。过剩的电能会极大增加电网的运行符合,对电网内的各用电设备造成冲击。电能不足的情况下,会极大影响用户的电能使用,最后造成很大的经济损失。随着国家对风能、光伏发电等新型电能产生装置进行大力支持,很多地区都开展了大规模的风力发电项目,这些新型电能并入电网之后,如果用户端无法及时消耗,会增加整个电网的负担,势必影响整个电网的正常运行。在例如,在高温天气中,很多地区不得不使用空调这种大功率用电器,会造成很多地区电能供应紧张的局面。如果能从第三方引入电能,则会很大程度上缓解居民的用电需求,保障正常的电力供应。

电力调峰的意义在于为整个电网的安全运行提供一个可靠的“海绵”,在电力供应过剩的情况下,用“海绵”吸收多余的电能,待电能匮乏的情况下,将“海绵”中存储的电能挤压出来,对电能系统进行补充。
        4储能技术在电力系统调峰中的应用
        4.1储能技术的应用现状
        储能技术在电力系统中的应用主要是将电能通过电池或电容等电子装置进行即时存储,以备有需求时能及时满足电力系统的供应。储能技术的关键在于储能电站的建立。目前,我国已经在多地区建设了储能电站,很多储能电站其存储功率可达百兆瓦级别,可以很好满足当地对电能存储的需求。在最新出台的关于新能源项目的政策文件中,首次提及鼓励企业引入储能电站,实现电能的存储。
        4.2储能技术在电力系统调峰中的应用
        凡是与电相关的系统都可能存在电力供给与输出不匹配的情况。因此,本文从以下几种电压等级分别进行分析。
        4.2.1储能技术在高电压电力系统中的应用
        在电力系统中,将330kv以上的电压称为高压。在高压之上,还有超高压、特高压等。此类高压常见于国家的输配电的网络中。在进行此类电网功率设计时,在没有储能技术的情况下,就必须考虑到在用电低谷时段时电网负荷增大的情况,调高电网的最大负荷,增大负荷的冗余量进而保障电网的安全。在利用储能技术修建储能电站之后,电网中多余的电能可以通过储能电站进行实时存储,进而保障电网的整体稳定。有了储能电站的供配电网络,在电网设计时,就可以减小电网的设计功率,进而节约电网建设成本。此外,储能电站的修建,也可以带来较好的经济收益。储能电站在参与电网调峰时,在吸纳多余电能时,可按吸纳量来带来直接的收益,这是一部分收益。另外,在电网发电量不足时,储能电站也可以并网对外发电,按照对外放电量也可以带来另一部分收益。两部分收益叠加起来,就构成了储能电站的总体收益。经过有关人员计算,收益较为可观。因此,越来越多的社会企业开始关注储能电站的投资,以期在服务社会的同时实现自身的发展。
        4.2.2储能技术在中电压电力系统中的应用
        在电力系统中,将6KV-66KV以内的电压称为中压。中压电力系统多见于很多新能源项目中。例如,在风力发电项目中,风机升压端将风机产生的几百伏的电压抬升至几十千伏以上,并入当地电网。但是,很多新能源项目受制于项目本身的限制,比如光伏发电项目,在阳光不充足的情况下,其产生的电压波动较大,产生的电量起伏较大,具有间断性特征。因此,国家出台了关于鼓励新能源项目配套储能电站的相关措施,通过引入储能电站的方式提升新能源项目供电端的连续性。首先,利用储能电站的方式将产生的电能进行集中存储,在项目的间歇期内,可以参与当地电力系统的调峰功能,吸收多余电能。在项目运行期间内,将不连续的电能集中存储,然后统一向电网进行供电。
        4.2.3储能技术在低压电力系统中的应用
        在电力系统中,将1kv以下,称为低压。在低压电力系统中,常见的储能方式为电池储能。随着国家大力鼓励新能源汽车的发展,新能源汽车数量呈现井喷式增长。对于很多新能源车主而言,很多都会选择晚上进行充电,在一定程度上提升了晚间的电力系统的用电量,有于电网的“填谷”。此外,在某些地区是不能够断电的。比如医院、军事单位、火车站等地区。此类地区一旦发生断电行为,必须能够紧急启动备用电源来满足用电需求。此时,储能电池在停电之后迅速放电,恢复这些区域的供电。
        结束语
        电力系统的平稳运行是保障我国经济健康发展的重要后盾。针对现有电力系统供需电量不平衡的情况,引入储能技术并应用于不同电压等级的电网内,满足不同电压等级电力调峰的需求,进而从总体上实现我国电网运行的平稳。
        参考文献
        [1]郝兰英.储能技术在电力系统中的应用现状与前景[J].电子技术与软件工程,2017,(20):232.
        [2]郁江远.储能技术在光伏并网系统中的应用研究[J].通讯世界,2017, (20):113-114.
 
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