不同电压等级配电网中电力储能技术的运用分析

张国雄

（广东电网有限责任公司茂名茂港供电局，广东 茂名525000）

1 储能技术现状

在现代社会发展过程中，根据我们国家对用电所需以及社会经济的发展，对于电网中的电力储能技术存在不同的含义和见解。现阶段，单一的电厂发电已经远远不能满足人们日益丰富的各类生活用电需求，因此新型能源的研发使用对于社会的发展具有不可替代的巨大作用，例如风能、水能、潮汐能等都在不断的更新完善，但是目前应用最多的依旧是电网发电。将储能技术应用到电网发电中，可以明显改善电网的供电效率以及用电的可靠性，不仅为社会发展提供了强有力的用电保障，同时也为国家的财政收入增添了收益。根据电网中电力储能技术的实际应用分析，可以得出其主要优势是要严格满足应用电源以及负载的使用功率准确平衡，因此这样的使用要求也为电网系统的结构、设计、运行平稳性以及其他辅助系统的使用提出了巨大的难题，只有不断攻克这些挑战，才能够有效地解决用电的传统问题［1］。通过不断的尝试及调整，现阶段的主要实施方案是借助高容量和更快速的储能设施来解决存储问题，同时也可以显著完善电网的运行速率及稳定性。经过改造后的电网系统可以明显抑制新能源产生的波动反应，从而提高电网的使用覆盖面积，电力设施的使用率也得到大大改善，保障了电厂发电的用电质量以及操作的平稳性，满足社会经济发展的使用要求。

2 储能技术概述

电网中电力储能的质量以及运输平稳性、用电可靠性是目前储能技术在电网系统中应用的最根本原则，只有保障用电安全和满足利用率高，才能不断的对其进行改善，这也是将来电网发展的首要基础。随着我国经济的快速发展，人们对生活质量的要求也在不断提高，满足人们的保障用电成为了电网系统的重要要求之一。新能源发电以及发电储能技术的不断改进也在悄无声息的发生变化。这些电网的改革都是为了与现代社会的发展脚步相匹配，但是新事物的产生必定伴随着问题矛盾的出现，因此在电力系统中也存在一定的攻关难题，下面对部分储能技术进行简单介绍。

2.1 抽水蓄能

抽水蓄能是电力系统内使用较普遍的一类电力储能技术，其在使用过程中务必要与上、下水库相配合使用。抽水蓄能的使用原理主要是当所用电能的负荷在低谷时期，这时抽水蓄能的设备工作就需要在电机条件下，将水库下游的水抽至上游的水库进行保存，然后在一定条件下进行储备使用；如果所用电能的负荷在波峰时期，这时抽水蓄能的设备就需要工作在发电的条件下，因此就可以借助储存在上游的水进行储能发电。抽水蓄能的发展可以将其应用在电量管理、电力系统的控制以及负荷的稳定运行［2］。现阶段，全球大概有90 GW的抽水蓄能发电机设备在使用运行，因此抽水蓄能的作用对于世界发展尤为重要，但是对于抽水蓄能电站的控制使用是因为电站对周边的地理环境以及建设工程有较为严格的要求，且投资成本较高建设难度大，因此并不能得到大范围的应用。

2.2 飞轮储能

飞轮储能技术也是目前使用较为广泛的一类储能系统。根据其应用特点可以发现，大部分飞轮系统基本是通过圆形旋转质量块和磁悬浮轴承支撑的机构组成的，可以满足在使用过程中减少磨损消耗以及改善电网系统的长久使用特点。一般飞轮储能系统的应用环境较为严格，为了确保飞轮储能的使用率都是将其放置在真空环境下工作，而不是在常规环境下操作，从而防止外界因素的干扰，保障系统的稳定运行，避免出现误差影响。与其他机械类装置相同，将飞轮系统同电机完成连接，进而实现对飞轮转速的调整。其应用的主要特点是系统使用过程中基本不存在维修服务，此类设施服务时间长，发生损坏的几率较小，通常条件下几乎不会出现故障，而且飞轮储能系统在运行过程中也不会对周围环境条件造成破坏，同时也可以将飞轮储能系统与其他的电力系统相混合使用。

2.3 电池储能

电池储能也是电网中刚刚兴起的一种储能技术。但是，由于电池储能造价较为昂贵，且一般的储能设施并不能满足用电的使用要求，相对于其他的储能技术，电池这方面的工程技术并不是十分完善，而且电池储能的应用领域目前没有全面实施，如何进行储能的推广使用也是目前较为棘手的问题之一，因此电池储能技术应用的范围仍未确定［3］。根据电池储能的研发阶段来看，主要是以电池储能的试用为主，不断的改善电池储能的应用技术，完善其核心的储能系统，积极进行电池储能的推广应用，是目前电池储能的发展方向之一。通过大量的应用试验，积攒电池储能技术应用的经验，通过改变相关技术或设备来降低使用成本，大大提高发电量，或者与其他储能技术相结合来提高储能效率，研发和制定相关使用标准等，这些都是电池储能需要不断完善的技术方面，相信在不久的将来电池储能技术会成功应用到人们的现实生活中，为其他储能技术的应用发展提供具有参考性价值的意义。

3 储能技术的应用特点

（1）储能设备具有功率补偿的作用，通过快速的补偿作用来不断提高用电的效率。在过去的发展中，电网的储能技术并不是十分完善，虽然在较长的运行过程中发生断电的情形较少，但是偶尔性间断的事故频发，因此对一些大型用电企业及居民的生活造成影响，电力部门收到的相关投诉也呈上升趋势。超导系统改善后，因为其反应迅速以及供电量大等特点，使得电力系统易出现的问题得到了明显的改善，大大提高了供电质量和效率。

（2）储能技术可以有效改善电网系统的低频振荡。由于在长期的电网系统发展过程中，社会经济的快速发展使得人们生活质量不断提高，互联网以及电脑、电子设备的不断更新使用，大量的用电消耗造成电网系统内部很容易出现低频振荡，而且针对不同的地域，振荡的次数和效果也都存在一定的差异。通过分析发现，这些振荡的反应主要是由于电机中的转子在工作过程中受到载荷的改变形成的晃动，阻尼的影响十分重要。但是，在电网系统内导入所需的储能设备之后，之前在转子处受到的波动影响也会降低，形成稳定的系统，因此可以通过电网进行有效的良性供电，使得电网系统内的设施设备能够稳定运转。

（3）可以有效减少投资，提高电网系统稳定性。如果在电网运行过程中，有线路出现超负荷，此时应该急需对电网系统进行重建、扩建增添变电站或者给辅助升级才能够减少这样的用电故障出现，特别是在一些大中型城市的市区，道路拥挤且可利用的规划土地较少，不仅是扩建需要的地块问题解决难度较大，而且投资建设所需的成本较高，操作过程复杂，实际的使用价值较低。通过引进储能技术后，可以有效减少企业投资成本，同时也可以稳定电网系统的正常运行，不需要建设或者扩建其他的辅助机构，为企业及社会的稳定发展提供强有力的保障。

4 结束语

电网中储能技术的应用，可以更好地完善电网系统的运行稳定性以及供电质量的提高。单一的电力储能无法保障社会的发展所需，因此新型能源的研发对于人们的生活具有十分重要的意义。不同类型的储能方式是电力发展的重要基础，根据储能技术的优势与特色，结合自身实际需要应用不同的储能技术。随着社会的不断发展，电网中的储能技术肯定会实现高效率、低成本、覆盖面广、使用率高、稳定性好以及技术成熟的发展目标。