电池储能技术在电力系统中的应用「储能技术在电力系统中的作用」

今天带来电池储能技术在电力系统中的应用「储能技术在电力系统中的作用」，关于电池储能技术在电力系统中的应用「储能技术在电力系统中的作用」很多人还不知道，现在让我们一起来看看吧！

在新能源所提供的强力支持下，需要大力推动新能源电力系统方面的发展，以此满足日益增长的社会用电压力。在新能源电力系统当中，应当对相关储能技术进行合理运用，利用储能技术来对新能源电力系统当中的资源进行有效调节，使新能源得到最大化的利用，从而保证新能源电力系统的发展与稳定运行。

1 储能技术对于新能源电力系统发展的重要作用

如今有关新能源方面的开发与应用主要集中在将风能与太阳能等相关能源转化到电力系统当中。相较于化石能源发电来说，利用风能以及太阳能等进行发电在很大程度上受制于自然环境所带来的影响，存在间歇性以及波动性的问题，如果将这种发电方式大规模应用到电网当中，会对电网的稳定性以及安全性等造成很大的影响。有相关专家提出，就风力发电来说，假如其装机占整体系统比例当中的10％或以下，那么依靠传统技术基本能够保证电网的稳定性以及安全性，但风电装机比例一旦超过20％以上，就需要凭借储能手段来降低其间歇性和波动性所带来的影响，以保障电网的稳定安全。所以，储能技术的应用与研究，是推动可再生能源的发展，实现大规模并网的一个必要条件，同时也是新能源电力系统未来发展进步的必然趋势。

2 在新能源电力系统当中有关储能技术的实际应用

2.1风能电力系统

对于新能源电力系统来说，风能资源是其中最具代表性的种类，同时也是应用较为普遍的一类，分析在风能电力系统当中有关储能技术的实际应用，对于提升风能电力系统的工作效率以及稳定性等具有重要作用。储能技术可以对风能电力系统实际运行过程中的无功功率与有功功率等进行改善与优化，从而保证电力系统能够始终维持一个稳定的运行状态。在此，本文针对某地区应用的风能电力系统进行分析，探讨其储能技术的实际应用情况。该风能电力系统应用了一种超导储能技术，利用这种技术能够对电压方面存在的问题进行有效处理，同时也使得联络线短路以及风速扰动等问题得到了明显改善。在应用这种超导储能的相关技术之前，根据风能电力系统的实际情况，设计了相关的仿真模型，得到了技术应用方面的大量数据，仿真结果显示，在风能电力系统发生问题故障时，超导储能技术依然能够保证风能电厂的稳定性，就算是出现风速扰动的情况，在电力系统当中也能够保证风电场的稳定、持续输出状态，这使得风能电力系统在电压输出方面的状态得到了极大的改善。在这个风能电力系统当中，还有另一个问题，即频率稳定性，利用储能技术来进行处理，在充放电的相关操作过程中，根据风能电力系统实际的负荷变动状态，对系统电力负荷进行适当的调节，从而帮助系统来维持频率稳定。

2.2光伏并网系统

光伏并网，是有关新能源电力系统方面的一种全新的模式，但这种模式存在瞬时功率不稳的问题。而利用储能技术恰好能够对光伏并网系统当中存在的功率不稳问题进行有效解决，凭借无源式并联储能的相关方法，使其作用在负载功率位置，对脉冲进行限制，从而保证蓄电池在进行放电、充电的过程中，电流始终稳定平滑。储能技术通常只应用在独立的一些光伏并网系统当中，同时也会将不同储能系统的进行混合使用，从而对光伏并网系统当中的瞬时功率进行平衡与稳定。

2.3相变储能技术

对于相变储能技术来说，在新能源电力系统当中通常会应用到相变材料当中。这些相变材料在进行吸热时，能够对能量进行储存，而放热时不仅释放了能量，并且其所释放出来的能量具有很高的密度。在新能源电力系统当中，有关相变储能方面的技术通常表现为电储热、冰蓄冷以及熔融盐储热等诸多形式。其中冰蓄冷储能是凭借一些蓄冷的介质来对能量进行调节，减少高峰供电时段所承受的运行压力。熔融盐储热是对无机盐进行加热，使其转变为熔融的形态，然后利用热循环的相关方法来实现传热与储热，这种方法具有高传热以及低腐蚀的特点。电储热技术则是通过金属或者水来进行储热，提供了介质，这样方便了热量的释放和存储，从而使得能源传输效率得到了很大的提升。

3 在新能源电力系统当中有关储能技术的类别

3.1飞轮储能

飞轮储能的有关方式，是凭借旋转体产生的动能来转化储存电能。在利用飞轮储能方式进行储能时，使用电机对飞轮进行驱动，当飞轮逐渐达到规定的程度时，就完成了电能向飞轮动能之间的转换，若想要释放电能时，则利用飞轮的动能来带动发电。飞轮系统通常是在接近真空的环境下运行的，这样可以在最大限度上降低风阻以及摩擦产生的损耗，其寿命很长，并且对环境不会产生任何影响，甚至几乎不需要进行维护。而其缺点则是储存的能量密度较低，为了确保系统的安全性还需要花费很大的费用，同时还会受到场地空间方面的制约，当下一般都会应用在为蓄电池系统进行补充。

3.2抽水储能

抽水储能是当今大规模储能方式当中最为成熟的一种，这种方式需要在上下游同时配建一个水库。每当负荷低谷的时候，利用抽水储能的相关设备进行抽水，将下游水库当中的水逐渐运送到上游水库当中进行储存，每逢负荷高峰的时候，将相关设备转为发电机工作状态，通过上游水库当中的水储量进行发电。这种方式的能量转换效率通常在70％~75％。由于抽水储能的方式往往会受到地势选址、建设周期以及动态调节响应迟缓等方面的影响，在大规模推广上受到了很大的制约。如今全球范围内所有抽水储能电站加在一起的装机容量总和为9000万kW，在全球总体装机容量当中占据3％。关于抽水蓄能电站方面的选址建设往往受到地形环境的影响，并且当用电区域距离发电站较远时，还会造成大量的能源损耗。

3.3压缩空气储能

压缩空气储能是一种可以进行大规模应用与开发的储能方式。凭借这种方式，可以在电网负荷低谷的时间段利用空气压缩机来储存过剩的电能。在电网负荷高峰时间段将压缩空气释放出来，以其动能推动燃气轮机进行发电。这种方法具有响应快、寿命长以及效率高等优点，同时其能源转化效率也比较高，一般都会保持在75％上下，在诸多储能技术当中，压缩空气储能是其中最具发展潜力的一种储能技术。对于压缩空气的应用，通常是在系统备用以及电力调峰等方面，目前这种方式会受到地形环境方面的制约，在地质结构上也有着严格的要求。

3.4蓄电池储能

蓄电池储能是利用化学方式进行储能的，其应用的材料有钠硫电池、液流电池、铅酸电池以及锂离子电池等。其中液流电池在大规模储能方面具有很大的潜力，但如今应用最为广泛的依然是铅酸电池。对于这种蓄电池来说，其可以构成蓄电池组使容量得到提升，并且成本也比较低，而缺点则是这种电池的寿命非常短。随着诸多新型蓄电池的开发与研究，在电力系统当中逐渐也有了广泛的应用。有关太阳能光伏发电以及风力发电等，受到季节乃至气候方面的影响比较大，这也导致了发电功率具有很大的随机性，因此利用蓄电池进行储电是必备的储能方式之一。

3.5超级电容储能

超级电容器是依照电化学双电层理论为基础而开发出的一种新型储能方式，这种方式能够提供非常强的脉冲功率，在充电的过程中处于理想极化状态的电极表面，电荷会对电解质溶液当中存在的异性离子进行吸引，使其附着在电极表层上，从而形成一种双电层电容。在相关的电力系统当中，通常应用在短时间，并且功率较大的一些负载稳定与电能质量峰值功率的状态下，对于电压跌落或者是瞬态干扰的情况下提升供电能力。

3.6超导储能

超导储能系统是凭借着超导体构成的线圈对相关磁场能量进行储存，在功率输送的过程中不需要对能源形式进行转换，具有比容量大、响应速度快以及转换效率高等特点，能够实时进行大容量能量交换以及功率补偿等。超导储能系统能够充分满足频率调节、功率补偿、功率输送能力以及保证系统稳定等方面的标准与要求。

4 结语

在新能源以及电动汽车的发展过程中，储能技术是必不可少的一环，在这一领域的技术突破或将促使世界能源格局发生转变。甚至可以说，在新能源时代的大门之前，储能技术就是一把通向门后的钥匙，当有一天储能技术变得经济可行时，那扇象征着新能源时代的大门也将为人类敞开。因此应当重视在储能技术方面的进步发展，对于传统能源企业来说，更是应该将储能技术作为研发的重点，这将对能源领域的进步产生极为深远的影响。

作者：杜芳

本文刊发于《中国高新科技》杂志2020年第20期

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