电力系统中储能技术的应用及发展

电力系统中储能技术的应用及发展

发表时间：2019-03-27T15:20:12.210Z 来源：《电力设备》2018年第29期作者：王培羱

[导读] 摘要：科技技术的进步，促进电力系统也在不断更新。

（许继电气股份有限公司河南省许昌市 461000）

摘要：科技技术的进步，促进电力系统也在不断更新。随着许多新能源被发现和利用，如何更高效的储存能源成为了电力行业关注的热点话题，它直接影响着我国电力系统的发展。帮我浅析电力系统中储能技术的应用及发展。

关键词：储能技术；电力系统；应用

引言

电力能源是我国工业生产以及居民生活中应用最为广泛的一种能源形式，随着社会的发展，电力能源需求量逐渐增加，电力输配送线路铺设的区域越来越广，电力系统的储能需求日益增长。在电力系统电力产生、输配送及使用过程中，都需要应用到储能系统，发挥充电蓄能及放电供能作用，这种时空转移能量的特性会影响到电力系统的构建及运行。

1储能技术的作用与优势

1.1使电力得以储存

传统电力系统处于动态平衡，什么时候想用了就什么时候发电，这种供电模式已经越来越不适应当今社会的发展与要求。而新型储能技术，可以使系统处于一个连续的运转状态当中，使电力得已储存，使发电和用电不再相互牵制，储能技术可以说是一场根本性的改革。

1.2增强系统的稳定性

只有保证安全，才能够保证系统的稳定运行。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，使其能够更加顺利地完成无功功率交换，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储能技术在电力系统中的应用

2.1电池储能技术的应用

电池储能技术在各个环节都有重要应用，不仅能提高电力系统的运行效率，还能保证电力系统的安全运行。将电池储能技术应用于发电环节，可以根据电网的运行方式、目标等，配置电池储能系统的容量。现将容量提升至65%左右，就需要利用智能电网中设置的稳定功率储能系统。在输电环节对电池储能技术进行应用，可将储能系统作为调频电站，使容量能够储存更长时间，以提高电力系统中电能的运输效率。而在变电环节引入电池储能技术，可使电力系统中的储存系统更加强大。一般使用智能电网储存系统中的电池，其储存时间约为7小时。在输电线路系统中接入变电侧储能装置的10kV母线，能够实现并网运行。

2.2飞轮储能技术的应用

可将飞轮储能与风力发电相结合，由此可使风能的利用效率获得大幅度提高，同时发电成本也会随之显著降低，可以为电力企业带来巨大的经济效益，很多发达国家的岛屿电网采用的都是风轮储能，如美国、日本、澳大利亚等等。在电力系统中，绝大多数故障及电能的运输风险等问题，都具有暂态稳定性的特征，由此会对电网储能系统造成较大的影响。飞轮储能技术在电力系统中的应用，能够对电网中的故障问题进行灵活、有效地处理，为电网的安全、稳定、可靠运行提供了强有力的保障。这种储能技术最为突出的优势在于容量大、密度小、速度快。因此，在相同的容量条件下，应用飞轮储能可以达到双倍的调节效果。

2.3压缩空气储能技术的应用

空气压缩储能系统是一种新型的能量储存系统，其是在燃气轮机技术的基础上发展而来的。在用电低峰段，可以将电能转化为其他能量，并利用其储存能量。而在电力系统的用电高峰期，则可将高压空气释放出来，为发电机提供能量，使其能够保持正常工作状态。随着压缩空气储能系统研究的深入化，其形式越发多样化。可将其分为以下两种类型：第一，传统电站，利用洞穴和天然气储能，一台机组的规模通常会超过100MW；第二，新型压缩空气储能系统，能够缩小机组的规模，使其低于100MW。将储能系统是否能够与其他的热力系统进行耦合作为划分依据，压缩空气储能系统可以分为四种：第一，燃气蒸汽联合循环耦合系统；第二，燃气轮机系统；第三，内燃机系统；第四，制冷循环耦合系统。目前，空气压缩储能技术的应用已经比较广泛，其储能效率能够达到70%，但在应用过程中，依然会受到化石燃料的影响，也会受到地理条件的限制。

2.4抽水储能技术的应用

在电力系统中对储能技术进行合理应用之后，除了可以是系统的供电效果获得大幅度提升之外，还能使自然能源的使用量显著降低，有利于能源的节约，符合持续发展的要求。抽水储能技术具体是指当电力负荷处于低谷期时，从下游水库将水抽到上游水库当中，并将电能转换为重力势能存储起来，在电网负荷处于高峰期时，将这部分存储的电能释放出来，从而达到缓解高峰期用电量的目的。通常情况下，抽水储能的释放时间为几小时到几天，其综合效率最高可以达到85%左右，主要用于电力系统的调峰填谷，该技术最为突出的特点是不会造成能源污染，同时也不会对生态环境的平衡造成破坏。在电力系统中对抽水储能技术进行应用时，需要在基础设施建设的过程中，合理设计储水部分，同时还应确保抽水的力量大小与实际需求相符，具体可依据发电站的规模进行计算。随着容量的增大，存储的能量也会随之增加，为确保电力供应目标的实现，需要输水系统的参与。故此，输水管道与储能部分之间的连接应当紧密，并尽可能减少管道的倾斜角度，由此可以使水流达到最大的冲击力，一次抽水后，可持续对能量进行释放，进而保证发电的连续性。

3储能技术的发展前景

（1）储能技术的应用趋势。如今，传统能源逐渐枯竭，且对环境破坏巨大，导致新能源已逐渐取代了传统能源的位置。同时，对于风能、太阳能等此类新型的可再生清洁能源的储存也成为了电力行业关注的焦点，所以对储能技术的应用将不断扩大，储能技术的应用和发展将不会停止，它将接纳更多的可再生能源，不断优化电力系统的发电效益与能力。（2）储能技术的经济成本。就目前而言，单看储能技术成本的结果，并无法满足商业化应用的需求。它不仅要计算配套的储能设施的成本，还要考虑在大规模储能技术应用下的维护成本。为了使储能技术更具有经济效益，储能技术应该不断研究提升，能够具备大幅降价的空间，避免影响其大范围的推广。当然，不同的储能技