肖玉锋1 孟泽2
1.天津天大求实电力新技术股份有限公司 天津 300380
2.天津晟辉电力科技有限公司 天津 300380
摘要：随着社会用电需求量的增加，电力负荷的峰谷差异越来越明显，使得发电工作和电力调度工作的难度越来越大。通过储能技术可以缓解这一现象，使发电和用电间实现解耦，提高各电力设备的利用率。鉴于此，本文对储能技术在电力系统中的应用进行了探讨。
关键词：储能技术；电力系统；应用
1储能技术在电力系统中的作用
1.1增强系统对新能源的兼容性
传统的电网发电过程不仅会消耗大量能源，还会对环境造成严重污染。虽然风能、太阳能等都属于可再生清洁能源，可以用于发电，但由于其具有很强的波动性和随机性，所以会对电网的稳定运行产生不利影响。因此，为提高新能源的供电可靠性，可利用储能装置发挥缓冲作用，降低新能源对电网的冲击力，增强一些容量较大的风电场和光电站对新能源的兼容能力。通过对储能装置的运用，还能增强分布式发电的可控性和微电网的可调性，从而提高新能源的开发与利用效率。随着电网中新能源应用率的提高，利用资源的多样性特点和地域分布性特点，对系统需求作出响应，利用新能源发电量与储能容量之间的互补关系，可以减少系统中的发电各用需求量和储能量。
1.2提高能量管理效率
随着社会用电需求量不断增加，使得发电工作面临着巨大挑战，要实现对电能进行科学合理调度比较困难。同时，在电力系统的建设过程中，为提高系统的输电能力，需要配备质量更高、功能更齐全的电力设备，使得电力系统的建设成本越来越高。电力设备在使用过程中会产生污染物，所以通过增加新的电力设备为社会提供足够的电能是不太现实的方法。大规模储能系统的建立，可以有效减小负荷峰谷差异，缓解电源和电网建设中的问题，并提高电力设备的利用率。通过低储高发的方式，还有利于促进电力交易的商业化，从而实现套利。比如，通过电动汽车储能能够增加电力系统的储能潜力。在电动汽车与电网进行互动的过程中，可将蓄能电池作为备用电源，在V2G理念的引导下，使用户能够有序进行充电，从而对电网的调峰和调频等起到辅助作用。
1.3增强系统的稳定性
系统的稳定性受很多因素影响，如负荷的突然变化、电力设备故障和雷电等。在系统不稳定的情况下，系统将会表现出电压不稳定、功角振荡等现象，而通过储能技术能够解决这些问题。比如，在发电机的机端或者发电系统中的节点处安装储能系统，如果出现扰动情况，可在运行过程中控制储能装置的充放电时间，使其能够更加顺利的完成无功功率交换，在最短时间内抑制系统振荡，从而确保电力系统运行的稳定性。通过协调配合，利用系统中的自动调节装置和安稳装置，可使系统自动调整时间，避免系统失去稳定性。
2储能技术的类型
2.1电磁储能
2.1.1超导磁储能
超导磁储能又被称之为SMES，它是利用超导线圈对电磁能进行储存，具有响应速度快、储能密度大等特点。由于超导磁储能装置的造价相对较高，并且运行时会产生强磁场，从而制约了该储能方式的推广应用。
2.1.2超级电容器
超级电容器的理论基础为电化学，利用电解质完成充电/放电，其特点是使用年限长、功率密度高、响应速度快等。在实际应用中发现，这种储能形式的能量密度比较低，耐压水平也不是很高，从而限制了其应用。
2.2电化学储能
电化学储能是一种利用电池完成电能存储与释放的过程，电池储能系统是该技术的主要储能形式，如锂离子、铅酸以及液流电池等。
其中锂离子电池的循环寿命比较长，且能量密度相对较高，但具体应用时发现，其安全性和稳定性偏低；铅酸电池的循环寿命较短，并且使用过程中会对环境造成污染；全钒液流电池的输出功率高，且响应速度非常快，结构简单、设计灵活，可实现模块化组合拼装。
2.3机械储能
2.3.1抽水蓄能
抽水蓄能在电能储存中的应用较为广泛，其最为突出的特点是存储容量大。相关统计数据显示，我国抽水蓄能装机容量居于世界首位，截止到2020年末，投运的抽水蓄能机组总容量已经超过4000万kW。抽水蓄能机组的运行效率大约在75%左右，使用年限约为50a，适用于电力系统调峰、调频等环节。唯一的不足是机组建设周期过长且前期投资较大。
2.3.2压缩空气储能
压缩空气储能主要是借助分子内力进行发电。当电力负荷处于低谷期时，通过空气压缩，可将电能存储到相应的容器当中。待到用电高峰期时，可对压缩的空气进行释放，借此来对涡轮机进行驱动，从而达到发电的目的。这种储能方式的特点体现在如下几个方面：能量的转换效率非常高、且存储容量较大、运行时间长。
3储能技术在电力系统中的应用
3.1能量管理
电力负荷存在高峰期以及低谷期，在不同时期要实行不同的能量管理方案，而近年来电力负荷的峰谷时间差日益增大，这就对电力系统的能量管理造成了较大的困难，如果没有采取正确有效的措施，那么将会导致电力系统配电能力的丢失，导致部分用电用户在供电方面受到影响。面对这样的情况，就必须要进一步加强电力储能技术在该方面的使用，如“削峰填谷”就是通过使用大规模的储能系统来实现的，这种操作可以有效的降低峰谷差异，缓解电力系统能量管理的负担。
3.2提高系统稳定性
电力系统运行稳定，是提升电力供应服务品质的关键，而要实现电力系统的稳定供电，那么就需要确保系统的稳定性。因为电力系统在运行的过程中往往会遭受到各种外来因素的干扰，如负荷突变、雷电、相关的设备装置损坏等，面对这些因素的干扰，只要具备较强的稳定性能够降低这些因素所带来的影响，从而保护电力系统的正常运转，为及时清除影响因素争取时间。为了能够进一步提高电力系统的稳定性能，人们将电力储能技术应用到了电力系统的运行当中。其具体实现效果是当电力系统在某一节点受到影响因素的干扰时，储能系统就可以通过迅速的释放电能能量来抵消影响，快速减小电力系统内部的振荡效应，使电力系统的运行逐渐趋于稳定的状态。
3.3提高电网对新能源的接纳能力
为了满足电力能源的生产需求，现阶段太阳能发电及风力发电等不稳定的发电形式被纳入电力系统中，使得电力能源生产平稳性受到影响。为了提升新能源供电的可靠性，可增加储能装置，高效储存电力能源，借此缓冲新能源对电网运行平稳性造成的冲击，让电力系统中能够接纳更多的大容量风电场及光伏电站，有效降低分布式发电及微电网的管控、调度难度，促进电力生产的多样化发展，使得可再生能源的可利用性增加。
3.4提供调频服务
在现代化电力框架中，储能技术由于快速响应特性被应用于电力调频领域，有效提升了这项工作的效率及精准度，在这一过程中，储能技术发挥了平抑电源、负荷波动的作用。现阶段，美国在应用储能技术提供调频服务方面的技术体系是最为成熟的，这得益于该国在2011年颁布的FERC755号令，经实践其投资得到了合理的回报，为其商业化应用提供了数据支持
4结束语
在电力系统中应用储能技术，一方面，可以有效提高传统电网设备的运行效率和利用率；另一方面，它能够更好的解决电网中的故障，有效提升电能的质量，实现电力系统高效、稳定和安全的运行，使其能够满足社会发展的要求。因此相关科研人员需要充分重视储能技术的作用，从本国实际情况出发，加强对其的研究，从而增加电力系统的储能能力，提高电力系统运行的可靠性
参考文献
[1]陈静江.电力系统中储能技术的应用[J].电子测试，2016，(24):59-59，144.
[2]陈名玉.新能源电力系统中的储能技术研究[J].通讯世界2017，(18):l29-130.