大規(guī)模儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的研究

余東旭

摘要：伴隨著我國社會經(jīng)濟的飛速發(fā)展，電力行業(yè)面臨著較大的發(fā)展挑戰(zhàn)，新型技術(shù)的出現(xiàn)及運用能夠有效提升電力系統(tǒng)的工作效率，當然其中也存在一些運用問題。基于此，我們應(yīng)該深入探究大規(guī)模儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，結(jié)合實際需求制定科學的應(yīng)用方案，希望能夠從根本上推動電力系統(tǒng)的可持續(xù)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：大規(guī)模儲能技術(shù)；電力系統(tǒng)；應(yīng)用

一、大規(guī)模儲能技術(shù)的相關(guān)概念論述

到目前為止，我國的電力行業(yè)取得了較為顯著的發(fā)展成效，與以往的電力系統(tǒng)工作模式相比，當前的新型技術(shù)電力系統(tǒng)工作模式更加先進，例如風能、太陽能、地熱能等等形式的發(fā)電，這些發(fā)電技術(shù)都屬于新能源發(fā)電技術(shù)。但是這些技術(shù)的應(yīng)用還不夠成熟，不僅有著一定的局限性，并且難于完全由人類控制，間斷性和不穩(wěn)定性較強，對于電網(wǎng)的安全運行也存在一定的威脅。由此，大規(guī)模的儲能技術(shù)就顯示出相當?shù)默F(xiàn)實意義，它可以幫助削減甚至消除新能源發(fā)電技術(shù)的波動、隨機性，提高新能源的利用率，促使電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全發(fā)展，增強其與其他能源的競爭力。儲能技術(shù)無論是在電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電還是在配電的各個階段都能夠發(fā)揮出不可替代的作用，這不僅可以使得高峰時期供電的負荷有所下降，并且可以提電力系統(tǒng)中電網(wǎng)設(shè)備的利用率和整個系統(tǒng)的工作效率，如此就可以大大地降低電網(wǎng)故障出現(xiàn)的幾率，還能夠一定程度地提升電能質(zhì)量，更加合理地滿足用電需求促進能源利用的形式轉(zhuǎn)變。

二、試析儲能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來發(fā)展

（一）研究分析儲能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀。儲能技術(shù)的種類多種多樣，大致可以分為以下幾種，基礎(chǔ)燃料類的儲能技術(shù)、中級燃料類的儲能技術(shù)、電能存儲類的儲能技術(shù)以及相變儲能類的儲能技術(shù)。按照這不同的形式分類后，他們的儲能原理則是物理儲能和化學儲能。由于儲能技術(shù)的發(fā)展舉國關(guān)注，甚至在國際上的關(guān)注度也是非常之高，所以對于其發(fā)展和前景都被各國所探索并大力研究。現(xiàn)在比較常見的儲能技術(shù)有機械儲能、電化學儲能、電磁場儲能和熔融鹽蓄熱儲能。其中機械儲能又包括抽水儲能和壓縮空氣儲能。抽水儲能能力的大小是由上下水庫之間存在的落差所決定，即在上水庫放水時完成水力勢能到電能的轉(zhuǎn)換，從而達到儲蓄電能的作用。基于燃氣輪機技術(shù)的發(fā)展，壓縮空氣儲能技術(shù)應(yīng)運而生，它是將用電狀態(tài)較低的剩余電量對空氣壓縮機進行驅(qū)動，將能量儲存在高壓的空氣中，在需要的時候這部分能來那個就可以釋放驅(qū)動發(fā)電機的運轉(zhuǎn)，實現(xiàn)電能轉(zhuǎn)化。飛輪儲能的原理是屬于利用飛輪的物理運動學將能量的儲存與釋放都由飛輪的轉(zhuǎn)動實現(xiàn)，在飛輪的加速階段電能轉(zhuǎn)化成動能，為釋放能量的過程，減速階段則是儲能的過程。電化學儲能是用了化學中物質(zhì)的反應(yīng)產(chǎn)生能量通過形成電極控制電勢進而使能量得到轉(zhuǎn)化。超導磁儲能技術(shù)也具有非常前沿的時代性，它是通過超導線圈和變流器將電磁能儲存，同樣釋放能量也是由變流器實現(xiàn)。對于熔融鹽蓄熱儲能則在太陽能熱發(fā)電系統(tǒng)中得到應(yīng)用，因其存在的不確定性和技術(shù)阻力，其應(yīng)用還非常受限，有待優(yōu)化調(diào)整。

（二）大規(guī)模儲能技術(shù)的未來發(fā)展探究。針對大規(guī)模儲能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀可以推斷出其未來發(fā)展方向，然后根據(jù)儲能技術(shù)的相關(guān)評估采取科學的對策促進電力系統(tǒng)的發(fā)展。縱觀國際形勢，我們不能對大規(guī)模儲能技術(shù)的探究有一絲懈怠。再看國內(nèi)，能源形式緊張，新能源勢必會成為時代發(fā)展的大潮，為社會和人民開辟新的能源道路刻不容緩。從以上提到的儲能技術(shù)來分析，我國在未來一段時間內(nèi)主要依靠的還是抽水儲能方式和化學能儲能中的各種電池儲能技術(shù)，飛輪儲能也可能在商業(yè)的能源供應(yīng)中發(fā)揮作用。此外對于超導磁儲能技術(shù)來說，我們可能需要更多的時間來使其成熟。對于大型的壓縮空氣儲能和熔融鹽蓄熱儲能的應(yīng)用更受制于地理環(huán)境的因素，對于地理條件合適的地區(qū)當然應(yīng)該大力推廣，同時，熔融鹽蓄熱儲能也會在以后的發(fā)展中和太陽熱能的發(fā)展共進市場，為人們廣泛使用。

三、大規(guī)模儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

（一）在能量管理中的應(yīng)用

最近幾年，我國電力系統(tǒng)各項工作出現(xiàn)了較為顯著的負荷峰谷差問題，這樣就會增加電力生產(chǎn)能量管理工作的難度，建設(shè)成本管控難度增加，這時候，削峰填谷顯得越發(fā)重要。為了滿足用電高峰期的供電需求，可大規(guī)模應(yīng)用高效儲能系統(tǒng)，提升電力設(shè)備和電力能源利用率，減小用電負荷峰谷差，通過低儲高發(fā)優(yōu)化電力產(chǎn)業(yè)效益。

（二）在提升電力系統(tǒng)穩(wěn)定性中的應(yīng)用

只有不斷提升電力系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，才能有效推動電力行業(yè)的長遠發(fā)展，電力系統(tǒng)工作效率容易受到很多因素的影響，從而造成功角振蕩、電壓失穩(wěn)等不穩(wěn)定事件。應(yīng)用儲能技術(shù)，能夠有效解決上述問題，通過儲能充電時間及交換功率的控制，快速平抑系統(tǒng)的振蕩，通過阻尼系統(tǒng)振蕩，切實提升系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。

（三）在提高電網(wǎng)對新能源接納能力方面的應(yīng)用

要想進一步滿足電力系統(tǒng)的發(fā)展要求，我們重點研究了一些新型能源發(fā)電模式在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，太陽能發(fā)電及風力發(fā)電等不穩(wěn)定的發(fā)電形式被納入電力系統(tǒng)中，使得電力能源生產(chǎn)平穩(wěn)性受到影響。為了提升新能源供電的可靠性，可增加儲能裝置，高效儲存電力能源，借此緩沖新能源對電網(wǎng)運行平穩(wěn)性造成的沖擊，讓電力系統(tǒng)中能夠接納更多的大容量風電場及光伏電站，有效降低分布式發(fā)電及微電網(wǎng)的管控、調(diào)度難度，促進電力生產(chǎn)的多樣化發(fā)展，使得可再生能源的可利用性增加。

（四）在電力系統(tǒng)調(diào)頻服務(wù)工作中的應(yīng)用

充分發(fā)揮大規(guī)模儲能技術(shù)的自身作用，能夠有效提升電力系統(tǒng)調(diào)頻服務(wù)工作水平，還能有效提升電力生產(chǎn)質(zhì)量。在現(xiàn)代化電力框架中，儲能技術(shù)由于快速響應(yīng)特性被應(yīng)用于電力調(diào)頻領(lǐng)域，有效提升了這項工作的效率及精準度，在這一過程中，儲能技術(shù)發(fā)揮了平抑電源、負荷波動的作用。現(xiàn)階段，美國在應(yīng)用儲能技術(shù)提供調(diào)頻服務(wù)方面的技術(shù)體系是最為闡述的，經(jīng)實踐其投資得到了合理的回報，為其商業(yè)化應(yīng)用提供了數(shù)據(jù)支持。

結(jié)語：

總而言之，大規(guī)模儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)發(fā)展過程中起到了關(guān)鍵性的作用，我們應(yīng)該深入研究大規(guī)模儲能技術(shù)的自身作用，認真準確的把握其發(fā)展動向，不遺余力的開發(fā)和創(chuàng)新新的儲能技術(shù)并不斷完善現(xiàn)有技術(shù)，為社會的可持續(xù)發(fā)展做出貢獻。

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