储能技术在电气工程领域中的应用展望

熊平 张晶晶

摘要：在现代化社会中，应用最为广泛的能源就是电能，伴随着各项技术飞速发展，重新调整了电能生产领域的流程化项目。作为国民经济增长的支柱性产业，电力企业要想达到人们对电能逐年增长的需求量，必须要对电能生产结构进行进一步的优化。传统的电网运行系统具有很大的不足，使点电能供应质量大大下降，电能的供应也相对滞后，发挥储能技术的优势，能够使电力生产的灵活程度得到显著提高，对社会经济的发展具有非常大的积极影响。

关键词：储能技术;电气工程领域;应用

电能是当今社会必不可少的应用能源，其影响范畴十分广泛，在技术发展的同时，电能生产领域也对其流程化项目作出了创新性调整，只有从根本上优化电能生产结构，才能满足日益增加的电能需求，而电力产业也逐渐发展成为国民经济运行的基础性产业。以往的电网运行系统存在一定的缺陷性，这就在一定程度上对电能的供应造成了滞后性影响，而储能技术的出现及应用，就能有效提升电力生产的灵活性，为经济建设提供助推力，因此针对储能技术进行应用与发展研究是具有重要意义。

一、电能生产中存在的问题及储能技术的作用

1、电力系统的安全运行存在阻碍性问题。在当今社会，电力需求不断增加，这就使得电力系统不断调整，其内部运行环境也就更加复杂，不仅电力系统容量呈现出了量化增加特点，电网更是有所拓展，而电网的稳定性就会相对下降，这将会阻碍电力事业的高效发展，其运行环境的安全性也难以得到基本保障，这就需要从电网运行的实际情况入手，开展有针对性的强化工作，在这一环节中应当增强各个部分的强耦合性、系统运行环境也需要作出适宜性调整。因此不难发现，大电网稳定性的缺失，不仅会对电网运行的安全性造成不良影响，更会阻碍电力事业的高效发展。

2、可再生能源的利用效率低。在当今社会，能够消耗总量不断增加，例如石油等不可再生资源，在不断开发并使用这类能源时，其存在量逐渐减少，并且呈现出了耗竭现象。因此，能源应用问题日益激化，这就需要寻找替代能源，实现能源结构的优化调整，而风能及太阳能等资源是可再生资源，在将这类资源进行高效利用后，就能在一定程度上缓解能源应用问题，实现能源的可持续发展。而电气工程领域对能源的耗费程度较高，为了解决能源利用现状，就需要应用可再生资源对应用能源做出替换。但是在实际应用环节，能源利用率却普遍不高，并且稳定性难以保证，这就使得资源利用效率难以提升。

二、现有储能技术的方式

1、抽水储能技术。按照任何容量建造的抽水储能电站，储存能量能够释放几小时到几天，效率在75%～80%之间，主要在频率控制、能量管理等领域应用。现如今，超过85GW 的抽水储能机组在全世界运行。储存能量非常大是抽水储能的最大特点，因为这一点使之十分合适于电力系统调峰和用作备用电源的长时间场合。

2、蓄电池储能技术。高效的储能的NaS 电池，可以输出脉冲功率，输出的脉冲功率可达连续额定功率的六倍，而这一切，可以在三十秒内完成，这一特性使得和负荷的削峰填谷调节和电能质量调节同时做到，使得整体设备的经济性得到提高。

3、飞轮储能技术。通过磁悬浮轴承支撑的机构和一个圆柱形旋转质量块组成了现代飞轮储能系统，大多数的飞轮储能系统都是如此。为了提高系统的寿命而通过磁悬浮轴承来消除摩擦损耗。飞轮系统应该在真空度较高的环境中运行，以减少风阻损耗而使得储能效率得到保证。通过某种形式的电力电子装置，连接飞轮与电动机或者发电机，调节飞轮转速，使得电网间的功率与储能装置交换实现。

三、储能技术在电气工程领域的应用

1、应用于大型互联电力系统的稳定控制。随着社会的现代化建设，电力系统稳定控制的思维方式被储能技术的出现而改变，储能技术在电气工程领域的应用日益增多，这在很大程度上促进了社会的现代化建设。储能技术在大型互联电力系统稳定控制中的应用，是储能技术在电气工程领域中的典型应用，对于抑制系统发生的局部震荡，使用传统的PSS，通过发动机附加磁进行控制，就会得到很好的效果，然而，对于在工作过程中可能会出现在其中区域间多模式低频振荡问题的大型复杂互联电力系统来说，使用传统的PSS，通过发动机附加磁进行控制的这种办法，得到的效果就不尽如人意，不能够使控制效果达到满意的原因，是由于PSS 需要通过发电机组的励磁控制起到效果，然而在某条输电线路上的最有效的控制点与最有效控制部位之间的距离过大，所以达不到满意的效果。机组间的振荡由于传统电力系统中引起的，由于来自于任何细小的扰乱而引起的动态不平衡功率，然而，只要响应速度够快且装置容量够大的储能装置，就可以以主动制被动，从而实现任何情况下系统功率的完全平衡。在系统中，如果发电机的励磁系统能够不和这种电力系统稳定控制装置共同作用，就能够更加方便地运用最有效的部位。这种控制装置所产生的控制量可直接作用于导致系统振荡的源头，储能技术在大型互联电力系统稳定控制中的应用，进一步加快了社会走向现代化科技水平的步伐。

2、应用于脉冲功率系统。储能技术在脉冲功率系统中的应用，也是储能技术在电气工程领域中的典型应用。负载、储能单元、开关、低功能率能源以及波形调制，组成了脉冲功率系统，而储能单元、开关、低功能率能源以及波形调制均是脉冲率源。脉冲功率源的发展趋势是要求做到让输出功率高、功率密度高、储能密度高以及重复频率高。将储能期间的重量、体积等减小，对于脉冲功率系统来说具有十分重大的意义。为了使得小型化高功率存储得以实现，就要使用研究新型的储能方式与技术，以及将传统储能器件与不同的储能设备相结合起来的办法，惯性储能型、静电储能型和电感储能型等储能器，都是目前投入使用的储能器。

四、改善电能存储技术方向

1、发展电力电子技术。在电力行业的发展过程中，各种能量形式能否真正地进行有效的转换和发展，会直接对我国储能技术产生影响。因此对于快速、大容量同时成本又比较低的能量转换问题进行解决，就是一项非常重要的问题。在这个基础上，我们发展电力中的电能存储技术，将使电力行业得到更有效的进步和提升。

2、对于各种储能技术的有效利用。由于每项储能技术的特点不同，因此在优点和缺点上都会有很多不同。在实际生产建设过程中，我们也不可能只采用一种储能技术对工作进行开展和完成。在这个基础上就要对各种技术进行适当的发挥和利用，根据实际生产和应用的具体要求，要对储能技术中的优势进行有效利用，对不足的地方进行改善。

3、寻找新的应用领域。在发展的过程中，在对储能技术进行完善和发展的过程中，也要适当地开发和研究新的储能技术，保证技术不断地提升和进步。在对原有的技术和应用领域进行改善的时候，要及时地對原有的问题进行改善，避免出现局限性。同时要想让储能技术在应用的过程中向着更全面的方向发展，在进行服务的过程中就要不断开发新的应用行业和领域，使储能技术在今后的发展过程中得到更好的进步和应用。

作为我国最重要的基础产业之一，电能无时无刻都在影响着人们的生活和社会的发展。通过对储能技术在中国电气行业和工程中的应用进行分析，不仅对储能技术的重要性进行了有效突出，同时还对今后怎样提升电能存储方式和方法提出了一定的建议，对电能的发展有着很大的帮助。希望通过研究和分析，能对今后中国电力行业的发展起到更大的帮助作用，全面促进中国社会发展和现代化水平的进一步提升。

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