大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)在能源國際化領(lǐng)域的使用與研究

趙金蓮　康磊

摘 要：目前我國的能源發(fā)展還是存在過度依賴資源的現(xiàn)象，在資源日益缺乏的今天，能源的儲(chǔ)能也相當(dāng)重要，據(jù)相關(guān)的資料顯示，全球在儲(chǔ)能技術(shù)方面還有待創(chuàng)新。能源國際化領(lǐng)域換句話說就是全球能源互聯(lián)網(wǎng)，此領(lǐng)域很大程度提升了遠(yuǎn)距離的大容量輸電技術(shù)，很大程度地制止了能源在運(yùn)輸中的消耗。

關(guān)鍵詞：大容量?jī)?chǔ)能技術(shù) 能源國際化 使用

中圖分類號(hào)：TM912 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）08（a）-0063-02

1 能源國際化領(lǐng)域下的儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和重點(diǎn)

突破了風(fēng)能發(fā)電、太陽能發(fā)電、海洋能發(fā)電等多種新型能源的發(fā)電技術(shù)，能夠滿足國際大型（特大型）的能源基地開發(fā)和利用，但是還需要結(jié)合技術(shù)實(shí)際運(yùn)用不斷地對(duì)現(xiàn)有的儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行改善和創(chuàng)新，最大程度地降低能源發(fā)電的成本，創(chuàng)新大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)，為我國的能源開發(fā)利用創(chuàng)造更大、更廣的發(fā)展空間。

為了有效地確保能源基地在進(jìn)行電能外送和電網(wǎng)運(yùn)行時(shí)系統(tǒng)的穩(wěn)定，需要從實(shí)際情況出發(fā)，探討技術(shù)成熟的大容量輸電技術(shù)、電網(wǎng)安全運(yùn)行的控制技術(shù)；為了加快國際化領(lǐng)域的建設(shè)，還需要對(duì)一些地理位置比較特殊的能源開發(fā)基地的能源輸送探索出更可靠的發(fā)展方向。

2 大容量下的遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)及電網(wǎng)運(yùn)行和控制技術(shù)

2.1 遠(yuǎn)距離輸電技術(shù)

（1）國際聯(lián)網(wǎng)運(yùn)輸以及一些比較偏遠(yuǎn)地區(qū)的運(yùn)輸，加大特高壓運(yùn)輸技術(shù)和容量、提高電壓等級(jí)等是運(yùn)輸技術(shù)的未來探索重點(diǎn)，使得電流輸送的距離超過3000km，電流的輸送容量超過1000萬kW，使得電能的輸送在資源方面、配置能力方面能夠得到更大的優(yōu)化。

（2）柔性直流電是重要的輸電技術(shù)，該直流電能夠?qū)崿F(xiàn)能源之間的并網(wǎng)、城市的生活供電、海島之間的相互聯(lián)接、能源接入（分布式）等關(guān)鍵的技術(shù)，高壓直流電也屬于柔性直流電，兩者之間的支撐規(guī)模不同，高壓直流電能夠支撐規(guī)模比較大的能源接入，且接入的方式相對(duì)比較靈活，能夠有效地提升電網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性。

2.2 大容量電網(wǎng)的運(yùn)行及控制技術(shù)

特高電壓直流電在未來的發(fā)展中，電網(wǎng)的安全運(yùn)行和控制技術(shù)是最大的問題，其原因有兩個(gè)方面：一是特高電壓的直流電、交流電會(huì)造成電網(wǎng)的特性發(fā)生變化，且交流電和直流電之間都會(huì)相互影響。交流電和直流電故障，多條電路直流都會(huì)給電壓的穩(wěn)定、電網(wǎng)的安全運(yùn)行帶來影響；二是新能源在發(fā)電的時(shí)候其靜態(tài)的特征及性質(zhì)。電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)候的暫時(shí)特性都存在很大的不同，對(duì)大容量電網(wǎng)的運(yùn)行有很大的影響。

目前，我國的電力系統(tǒng)在運(yùn)行中主要應(yīng)用的技術(shù)是控制技術(shù)，理論運(yùn)用的是仿真理論。這需要以大型的電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)的發(fā)展和特大型的電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)的發(fā)展為基礎(chǔ)，全面了解和分析電網(wǎng)的發(fā)展規(guī)律，結(jié)合實(shí)際的運(yùn)行情況、需求情況，探索出能夠使用超大規(guī)模的交流電、直流電混流系統(tǒng)、新能源接入技術(shù)（大規(guī)模）、電網(wǎng)建模技術(shù)、大容量電網(wǎng)的控制技術(shù)、運(yùn)行保護(hù)技術(shù)、大容量電網(wǎng)的調(diào)度技術(shù)等，最大程度地提升電網(wǎng)的安全運(yùn)行，確保電網(wǎng)的運(yùn)行水平穩(wěn)定。

3 國際視角下的大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)使用與研究

3.1 大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)在六大洲負(fù)荷中心的使用

首先應(yīng)考慮電網(wǎng)用戶及電網(wǎng)本身的多重需求，在使用大容量混合性儲(chǔ)能系統(tǒng)前，除了對(duì)用戶的電能質(zhì)量特征、負(fù)荷容量以及供電可靠性要求等因素考慮外，還應(yīng)對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量變化、峰谷差以及電壓等因素進(jìn)行考慮。尤其是當(dāng)選擇的是“壓縮空氣+抽水儲(chǔ)能”的儲(chǔ)能方式時(shí)，還必須考慮當(dāng)?shù)氐淖匀粭l件、地理地勢(shì)環(huán)境等。

3.2 大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)在可再生資源基地的使用

北極區(qū)域內(nèi)出現(xiàn)的大型風(fēng)電基地，需要使用到現(xiàn)代化大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)方可實(shí)現(xiàn)能源的存儲(chǔ)。一般大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)選用的儲(chǔ)能方式通常為氫儲(chǔ)能或電池儲(chǔ)能，只有極少部分區(qū)域會(huì)選擇混合型儲(chǔ)能方式，即液化空氣+壓縮空氣相結(jié)合的方式。

3.3 大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)在輸電網(wǎng)絡(luò)附近的使用

特高壓輸電網(wǎng)絡(luò)是與六大洲負(fù)荷中心及各區(qū)域的發(fā)電基地聯(lián)系在一起的，因而將大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)應(yīng)用到輸電網(wǎng)絡(luò)附近進(jìn)行儲(chǔ)能系統(tǒng)配置，有助于確保網(wǎng)絡(luò)輸送能力優(yōu)化調(diào)整的有效性。如：氫儲(chǔ)能技術(shù)能夠在電解水的利用下獲取足夠的氫氣，而氫氣又能夠在能源管道的利用下，向氫能用戶輸送高品質(zhì)的氫能源。

3.4 研究與探討

文章基于國際化視角，對(duì)大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)、發(fā)展重點(diǎn)及相關(guān)的技術(shù)使用策略進(jìn)行了分析與闡述，隨后通過我們對(duì)這一技術(shù)已有的認(rèn)識(shí)，又對(duì)其進(jìn)行了更深層次的研究與討論，而研究結(jié)果又可以分成兩個(gè)部分進(jìn)行闡述。

第一部分是現(xiàn)階段，基于國際化視角，相關(guān)學(xué)者還沒有研發(fā)出一種能夠滿足所有技術(shù)需求的大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)，因而要求我們應(yīng)根據(jù)儲(chǔ)能技術(shù)特征及使用成熟度的不同，采用多種儲(chǔ)能技術(shù)相結(jié)合的方式進(jìn)行能源存儲(chǔ)。混合型儲(chǔ)能技術(shù)其無論是在使用區(qū)域，還是在使用性能上相較于單一大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)而言，優(yōu)勢(shì)明顯，更能滿足各用戶群體的不同能源需求。

第二部分是各學(xué)者在后續(xù)的工作實(shí)踐中，應(yīng)不斷進(jìn)行學(xué)習(xí)、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，不斷拓展對(duì)大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)的使用研發(fā)思路等。對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的認(rèn)識(shí)也不能局限在狹隘的區(qū)域內(nèi)，應(yīng)在實(shí)踐中不斷對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行改變、優(yōu)化及調(diào)整，諸如：電力儲(chǔ)能技術(shù)不單單是一種電網(wǎng)回饋的儲(chǔ)能方式，還能夠?qū)⑵淇闯墒瞧渌茉吹囊环N轉(zhuǎn)換形式，如：氫能或熱能的轉(zhuǎn)換。

4 結(jié)語

綜上所述，大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)的出現(xiàn)和應(yīng)用是科技水平進(jìn)步的必然趨勢(shì)，為了充分發(fā)揮出大容量?jī)?chǔ)能技術(shù)使用的效果，我們必須結(jié)合當(dāng)前的科學(xué)技術(shù)，放眼未來，將多種儲(chǔ)能技術(shù)結(jié)合在一起使用，針對(duì)能源用戶群體不同的能源需求，提供不同的能源儲(chǔ)存方式。

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