不同電壓等級配電網中電力儲能技術的運用分析

張國雄

（廣東電網有限責任公司茂名茂港供電局，廣東 茂名525000）

1 儲能技術現狀

在現代社會發展過程中，根據我們國家對用電所需以及社會經濟的發展，對于電網中的電力儲能技術存在不同的含義和見解。現階段，單一的電廠發電已經遠遠不能滿足人們日益豐富的各類生活用電需求，因此新型能源的研發使用對于社會的發展具有不可替代的巨大作用，例如風能、水能、潮汐能等都在不斷的更新完善，但是目前應用最多的依舊是電網發電。將儲能技術應用到電網發電中，可以明顯改善電網的供電效率以及用電的可靠性，不僅為社會發展提供了強有力的用電保障，同時也為國家的財政收入增添了收益。根據電網中電力儲能技術的實際應用分析，可以得出其主要優勢是要嚴格滿足應用電源以及負載的使用功率準確平衡，因此這樣的使用要求也為電網系統的結構、設計、運行平穩性以及其他輔助系統的使用提出了巨大的難題，只有不斷攻克這些挑戰，才能夠有效地解決用電的傳統問題［1］。通過不斷的嘗試及調整，現階段的主要實施方案是借助高容量和更快速的儲能設施來解決存儲問題，同時也可以顯著完善電網的運行速率及穩定性。經過改造后的電網系統可以明顯抑制新能源產生的波動反應，從而提高電網的使用覆蓋面積，電力設施的使用率也得到大大改善，保障了電廠發電的用電質量以及操作的平穩性，滿足社會經濟發展的使用要求。

2 儲能技術概述

電網中電力儲能的質量以及運輸平穩性、用電可靠性是目前儲能技術在電網系統中應用的最根本原則，只有保障用電安全和滿足利用率高，才能不斷的對其進行改善，這也是將來電網發展的首要基礎。隨著我國經濟的快速發展，人們對生活質量的要求也在不斷提高，滿足人們的保障用電成為了電網系統的重要要求之一。新能源發電以及發電儲能技術的不斷改進也在悄無聲息的發生變化。這些電網的改革都是為了與現代社會的發展腳步相匹配，但是新事物的產生必定伴隨著問題矛盾的出現，因此在電力系統中也存在一定的攻關難題，下面對部分儲能技術進行簡單介紹。

2.1 抽水蓄能

抽水蓄能是電力系統內使用較普遍的一類電力儲能技術，其在使用過程中務必要與上、下水庫相配合使用。抽水蓄能的使用原理主要是當所用電能的負荷在低谷時期，這時抽水蓄能的設備工作就需要在電機條件下，將水庫下游的水抽至上游的水庫進行保存，然后在一定條件下進行儲備使用；如果所用電能的負荷在波峰時期，這時抽水蓄能的設備就需要工作在發電的條件下，因此就可以借助儲存在上游的水進行儲能發電。抽水蓄能的發展可以將其應用在電量管理、電力系統的控制以及負荷的穩定運行［2］。現階段，全球大概有90 GW的抽水蓄能發電機設備在使用運行，因此抽水蓄能的作用對于世界發展尤為重要，但是對于抽水蓄能電站的控制使用是因為電站對周邊的地理環境以及建設工程有較為嚴格的要求，且投資成本較高建設難度大，因此并不能得到大范圍的應用。

2.2 飛輪儲能

飛輪儲能技術也是目前使用較為廣泛的一類儲能系統。根據其應用特點可以發現，大部分飛輪系統基本是通過圓形旋轉質量塊和磁懸浮軸承支撐的機構組成的，可以滿足在使用過程中減少磨損消耗以及改善電網系統的長久使用特點。一般飛輪儲能系統的應用環境較為嚴格，為了確保飛輪儲能的使用率都是將其放置在真空環境下工作，而不是在常規環境下操作，從而防止外界因素的干擾，保障系統的穩定運行，避免出現誤差影響。與其他機械類裝置相同，將飛輪系統同電機完成連接，進而實現對飛輪轉速的調整。其應用的主要特點是系統使用過程中基本不存在維修服務，此類設施服務時間長，發生損壞的幾率較小，通常條件下幾乎不會出現故障，而且飛輪儲能系統在運行過程中也不會對周圍環境條件造成破壞，同時也可以將飛輪儲能系統與其他的電力系統相混合使用。

2.3 電池儲能

電池儲能也是電網中剛剛興起的一種儲能技術。但是，由于電池儲能造價較為昂貴，且一般的儲能設施并不能滿足用電的使用要求，相對于其他的儲能技術，電池這方面的工程技術并不是十分完善，而且電池儲能的應用領域目前沒有全面實施，如何進行儲能的推廣使用也是目前較為棘手的問題之一，因此電池儲能技術應用的范圍仍未確定［3］。根據電池儲能的研發階段來看，主要是以電池儲能的試用為主，不斷的改善電池儲能的應用技術，完善其核心的儲能系統，積極進行電池儲能的推廣應用，是目前電池儲能的發展方向之一。通過大量的應用試驗，積攢電池儲能技術應用的經驗，通過改變相關技術或設備來降低使用成本，大大提高發電量，或者與其他儲能技術相結合來提高儲能效率，研發和制定相關使用標準等，這些都是電池儲能需要不斷完善的技術方面，相信在不久的將來電池儲能技術會成功應用到人們的現實生活中，為其他儲能技術的應用發展提供具有參考性價值的意義。

3 儲能技術的應用特點

（1）儲能設備具有功率補償的作用，通過快速的補償作用來不斷提高用電的效率。在過去的發展中，電網的儲能技術并不是十分完善，雖然在較長的運行過程中發生斷電的情形較少，但是偶爾性間斷的事故頻發，因此對一些大型用電企業及居民的生活造成影響，電力部門收到的相關投訴也呈上升趨勢。超導系統改善后，因為其反應迅速以及供電量大等特點，使得電力系統易出現的問題得到了明顯的改善，大大提高了供電質量和效率。

（2）儲能技術可以有效改善電網系統的低頻振蕩。由于在長期的電網系統發展過程中，社會經濟的快速發展使得人們生活質量不斷提高，互聯網以及電腦、電子設備的不斷更新使用，大量的用電消耗造成電網系統內部很容易出現低頻振蕩，而且針對不同的地域，振蕩的次數和效果也都存在一定的差異。通過分析發現，這些振蕩的反應主要是由于電機中的轉子在工作過程中受到載荷的改變形成的晃動，阻尼的影響十分重要。但是，在電網系統內導入所需的儲能設備之后，之前在轉子處受到的波動影響也會降低，形成穩定的系統，因此可以通過電網進行有效的良性供電，使得電網系統內的設施設備能夠穩定運轉。

（3）可以有效減少投資，提高電網系統穩定性。如果在電網運行過程中，有線路出現超負荷，此時應該急需對電網系統進行重建、擴建增添變電站或者給輔助升級才能夠減少這樣的用電故障出現，特別是在一些大中型城市的市區，道路擁擠且可利用的規劃土地較少，不僅是擴建需要的地塊問題解決難度較大，而且投資建設所需的成本較高，操作過程復雜，實際的使用價值較低。通過引進儲能技術后，可以有效減少企業投資成本，同時也可以穩定電網系統的正常運行，不需要建設或者擴建其他的輔助機構，為企業及社會的穩定發展提供強有力的保障。

4 結束語

電網中儲能技術的應用，可以更好地完善電網系統的運行穩定性以及供電質量的提高。單一的電力儲能無法保障社會的發展所需，因此新型能源的研發對于人們的生活具有十分重要的意義。不同類型的儲能方式是電力發展的重要基礎，根據儲能技術的優勢與特色，結合自身實際需要應用不同的儲能技術。隨著社會的不斷發展，電網中的儲能技術肯定會實現高效率、低成本、覆蓋面廣、使用率高、穩定性好以及技術成熟的發展目標。