试析储能技术在电力系统中的应用

张东明 王震 文小龙 熊航 赵永刚 丁佳乐 连婷

摘要：随着科技的不断进步，智能电网以及能源互联网也随之进步，人们对于电能的需求量越来越大，电力系统对于储能技术的要求也就随之升高。储能技术在电力系统的各个环节都得到应用，因此储能技术的发展也会对整个电力系统产生影响。现在关于储能技术各个国家都有相应的政府对此进行支持，我国也没有例外。相信随着储能技术愈发规模化能够让储能技术更好的应用到我们的生活中，给人们的生活带来便利。

关键词：储能技术;电力系统;应用

一、储能技术的意义和作用

由于我国近几年来社会的快速发展，传统的化石能源日渐匮乏，并且化石能源的开采也会严重影响社会环境，生态环境形势不容乐观，这些问题都极大的促进了新型能源技术的发展，同时也促进了供电形式的转型，但是在这些供电形势中受各种因素影响，加大了铁路配电部门的控制难度。而储能技术能够有效的解决供电过程中脉冲性与间歇性，是电力系统供电更加稳定可靠。同时，传统的电网负荷常常处于动态平衡的状态，但是这种平衡状态极易被破坏，导致电力系统不能正常工作，因此，这种传统的电网系统难以满足当代社会的发展。但是在引入储能技术后，电力资源可以被储存载利用，提高了电力资源的使用效率，颠覆了传统的供与用同时进行的局面，电力的供需之间的实时平衡也不再那么重要，储能技术为铁路部门运行的稳定性提供了良好的发展环境。

二、储能技术在电力系统中的应用

2.1电池储能应用

电池储能是智能电网体系中运用最为广泛的一种技术。无论是在智能电网发电、输电环节，还是在智能电网配电和用电环节，电池储能系统都得到广泛运用。总体而言，储能技术具有发电功能、保障电力系统稳定性、供电功能和促进再生能源利用等功能。作用表现为削峰填谷、备用电源、提高新能源并网能力和电网调频。第一，电池储能在发电环节的应用。将电池储能系统运用到智能电网体系中，可以大大提升电网运输的安全性和高效性。电池储能系统的容量配置需要根据智能电网运行方式和运用目标进行综合评估与核算。就目前我国示范工程智能电网储能容量而言，平滑风电功率储能容量为一般风电的25%左右;智能电网体系中的稳定功率储能系统容量为一般风电的65%左右。由此可见，智能电网储能体系中大规模风/光发电场储能容量一般在几十兆瓦上，存储时间较长。

2.2压缩空气储能

压缩空气储能（compressed-airenergystorage，CAES）技术是目前除抽水蓄能外唯一一种单体容量可以超过百MW的高效储能技术。压缩空气储能电站具有存储时间长、资本损耗较小、建设投资和发电成本均低于抽水蓄能电站的优势，并且可实现模块化组建。CAES主要用于峰谷电能回收调节、平衡负荷、频率调制、发电系统旋转备用等。特别适用于解决大规模集中新能源发电的平滑输出问题。近日由国家电网公司支持，清华大学研发了“非补燃压缩空气储能”技术。该技术的优点是：系统配置灵活，系统效率可达70%以上;投资成本低;适用于大规模储能和分散式储能，不发电时可作调峰使用;碳排放为0;可以提供天然的冷、热、电三联供;可以在电网电压不足时提供自然支撑调压。

2.3混合储能系统

混合储能系统主要是蓄电池储能体系。蓄电池由于在技术特性方面具有互补性，因此将其结合可以使职能电网系统产生巨大功效。就蓄电池系统而言，具有密度大、寿命短、功率小、效率低、充电功率较差等特点;蓄电池系统具有密度低、寿命长、功率大、效率高、充电功率性能良好等特点。因此，将蓄电池系统进行有机结合，可以起到优势互补的作用，因此其在电力系统中应用较为广泛。但是，蓄电池在电力系统中不能同时使用，否则会大大降低电容器功率和使用寿命，破坏电池储存系统的性能。

2.4飞轮储能技术的应用

将飞轮储能技术引入智能电网系统中，不仅可以提高电可再生能源接纳能力，还可以保障电网系统的安全与稳定运行。随着科学技术的不断发展以及现代信息技术发展脚步的加快，可再生能源被大量引入智能电网系统和输电系统，给输电系统的安全稳定运行带来了一定挑战。将飞轮储能技术与风力发电技术进行有机结合，不仅可以大大提升风能利用效率，还可以降低发电成本，有利于电力企业实现经济可持续发展。电力系统中故障问题和运输风险问题都是“暂态稳定性”问题，对智能电网储能系统影响较大。而飞轮储能系统可以灵活处理职能电网系统中的故障问题，从而保障电力系统安全、稳定、快速运行。飞轮储能技术具有速度快、容量大、密度小等优势。事实上，在同样容量下采用风轮储能技术可以获得双倍调节效果

2.5抽水蓄能

储能技术应用后节省了大量的自然能源，并且电力系统供电效率得到了提升。技术发展应用最广泛的是抽水储能，将能量保存，需要时将水放出，利用落差产生的水流冲击来达到发电目标。这种发电方式不会造成能源污染以及生态环境失衡。基础设施建设时要对储水部分进行设计，抽水的力量大小也要符合实际需求，结合发电站規模来计算。容量增大所存储的能量也随着增大，实现供能目标需要输水系统参与，管道与储能部分连接要紧密，减少管道的弯度与倾斜角度，这样能够保留最大的水流冲击力，一次抽水后能量释放是持续的，可以达到数小时甚至几天，保障了发电环节的连续性。

三、结语

综上所述，虽然我国的储能技术有了明显的发展，但是与发达国家相比还有较大差距，同时，对储能技术的应用还不成熟，在某些储能技术的缺点上还没有得到有效的解决。但是，电力储能技术对电力系统的作用是毋庸置疑的，因此，我国要大力发展与创新储能技术，为电力系统提供可靠保证。

参考文献：

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[2]叶季蕾，薛金花，王伟，吴福保，杨波.储能技术在电力系统中的应用现状与前景[J].中国电力，2014，03：1-5.

[3]耿晓超，朱全友，郭昊等.储能技术在电力系统中的应用[J].智能电网，2016，4（1）：54-59.

（作者单位：国网新疆电力有限公司巴州供电公司）

作者简介：张东明（1987.11.28），性别：男;籍贯：山东省肥城市;民族：汉;学历：硕士研究生;职称：中级工程师;研究方向：电力系统稳定分析。