摘要:储能技术可以完成电力系统能源的高效利用,可划分为抽水储能、压缩空气储能和飞轮储能的机械储能,超级电容器储能、电容储能以及超导储能的电磁储能技术。储能技术在电力系统运用范围广泛、市场需求巨大。在国家风光示范储能工程中,讨论了储能产品与设备、储能技术实施等方面情况。
关键词:电厂;继电保护;检测;管理
一、储能技术的重要性
传统上,作为用于分配和分配电能的系统的能量系统需要瞬时发电和即时发电。以储能装置和电力电子元件组成的能量转换装置为主的新兴能源储能技术有效地改善了供电区域差异,峰谷差异,季节差异等,解决了很多问题。人民的利益和人民的利益是非常重要的。
最重要的是,为合理使用电网建设大型储能可以起到减少峰值的作用。也就是说,当市电在夜间低时储存足够的空电,然后在白天高峰时间恢复供电,可大大提高发电设备的利用效率,为国家节省大量投资。利用上海2004-2006年的统计数据,全市最高年消费量约200小时,仅网络投资每年超过200亿元,输配电量年平均利用率不是2%浪费。
其次,大容量储能装置的设计和开发对于提高电力可靠性和电能质量也起着关键作用。近年来,风能和太阳能等清洁能源发展非常迅速,但由于季节性,气象和地理条件的明显不连续性和不稳定性,产生的能源因波动大和可调性差而不同。据估计,风力发电容量占电网容量的20%以上,因为电网的调峰容量和安全运行面临巨大挑战,储能技术在很大程度上解决了风能和太阳能发电问题。诸如随机性,间隙性和波动性等问题可以实现发电量的一致输出,并且可以有效调节由发电引起的电网相关参数的波动,从而使大规模风能和太阳能发电可以容易且可靠地集成到常规电力格。
二、储能技术在电力系统中的应用现状分析
2.1电力系统中储能技术的分类
我国电力系统已经研发出多种储能技术,比如从能量类型角度将其分为基础燃料的存储、电能的存储、后消费能量的存储等;根据能量存储形式也可以分成物理与化学两种储能形式。无论是哪一种类型的储能技术,从国家发展角度来看,储能技术的研发与应用在保障能源安全,提高能源利用率等方面都发挥了重要作用。针对储能技术,国内外都进行了大量研究,比如在2009年日本针对储能技术进行更为细致的发展规划,而且加大了资金和人力等方面的投入,将锂离子电池、钠硫电池和其他新型电池在储能技术的应用作为重点研究内容;再如美国也十分重视对储能技术的研发,于2010年对新型电池的发展情况作出了详细的技术报告,并表明在未来的研究工作中会加大投入到超级铅酸电池、锂离子电池、硫基电池、液流电池等新型储能技术的研究工作中。可见,储能技术的研发备受社会各界以及其他国家的关注,也表明储能技术在电力系统中的将会有非常可观的前景。
2.2对电力系统中常见的储能技术研究
(1)抽水储能
在电力系统中抽水储能的应用是非常广泛的,具体应用过程中主要是在电力负荷低估时段,借助电网中多余的电力将低水位的水抽至较高处,这一过程实现了电能转化为水的势能目的。当电力负荷处于高峰时段的情况下,一般可以将水释放到低处,再进行发电工作。相对来说,我国的抽水储能技术比较成熟,综合效益比较好,而且整套的抽蓄水设备可以用三四十年,可以说只要保证水库容量足够大,采用抽水储能的方式是很可观值得推广的,一般情况下储能容量可以到100MW~2000MW。另外,抽水储能的作用也比较多,比如调峰填谷、调频、调相以及紧急情况使用等等。但该技术的缺点也较为明显,比如地理条件会对抽水储能技术的应用产生影响,不是任何发电厂周边的地质条件都能满足建造水库所需的基础条件。而且,即使地质条件可以满足水库建设需求,仍然需要考虑水库建造难度,是否合理等。
(2)压缩空气储能
在储能技术中国内外对于压缩空气储能的研究比较多,也取得了显著成就,。
具体来说,压缩空气储能就是在用电低谷时段,通过电网中多余的电力使空气压缩机运转,然后将空气以高压空气的形式存储起来,这一过程实现电能向空气能的转化。如果电网中的电压力非常大的情况下,可以将压缩空气释放出来,从而使发动机正常发电,这一过程将空气能向电能转化。
压缩空气储能的概念最早由国外学者在1949年提出并对其进行了大量研究,随后有更多的专家学者参与到研究中,并为压缩空气储能技术的实践提供了基础条件。近年来,越来越多先进技术被研发,也使压缩空气储能技术的研究与开发更加活跃,并逐渐涌现出了多种多样的压缩空气系统形式。从人员与应用规模角度将压缩空气系统分成两大类型:第一种为传统使用天然气和地下洞穴的空气压缩储能电站;第二种为不使用天然气和低下洞穴的新型压缩空气储能系统。在所有类型系统中,使用传统的天然气和地下洞穴压缩空气储能技术的研究成果比较成熟,系统的运行效率在70%左右,缺陷在于过于依赖地理环境和化石燃料的使用。在压缩空气储能技术方面还需要大量的研究,并且很多技术仍然处于摸索、研究以及实验阶段,存在的技术问题以及难点有很多。
(3)电化学储能
电化学储能技术是通过化学实验反应将化学能转化为电能,从而满足实际工作需求。在这一过程中电池起到不可或缺的作用,而且从当前电池的发展来看,其类型、用途是多种多样的,除了在内部材料以及工作原理上存在一些差异以外,其核心结构却是“如出一辙”的,无论哪一种类型的电池都包括正负极、隔膜、电解质等,这也是电池功能发挥的基础条件。
三、储能技术在电力系统中的应用前景分析
3.1储能技术运用更加全面深入
未来储能技术的应用会越来越深入全面,进一步促进能源结构的转型,实现能源的可持续发展。储能技术的发展空间广阔,随着技术的不断革新,未来储能技术的运用会越来越广泛,在电力系统中的运用也会越来越深入,解决更多电力问题,满足用户需求,促进电力企业的全面发展。另外,随着储能技术的发展,技术应用领域或逐渐扩展。随着储能技术的不断发展未来储能技术不单单局限于企业的应用,储能设备的应用会逐渐向大众层面普及,进一步增强储能技术的运用深度。
3.2储能技术应用的成本逐渐降低
当前储能技术应用之所以还未普及开来,除了技术本身不够完善之外还与技术成本相对较高有很大关系。由于储能技术在应用时所需要的成本较高,所以对普及来说相对难度较大。随着技术革新未来储能技术应用的成本会逐渐降低,进一步促进储能技术的全面推广,大大降低储能技术在电力系统中应用的成本,提升经济效益,缩小企业电力成本促进电力企业的全面发展。
3.3储能技术水平不断提升
当前储能技术还不够全面,在发展中相对能效转化率并不是很高,且储能相关设备使用寿命相对不足,对技术水平的提升造成十分不利影响。未来,随着储能技术的不断发展,储能技术的水平会不断提升,储能设备的使用寿命也会不断增长,进一步促进技术的全面发展。另外,随着技术水平的不断提升,未来储能设备的储能效率逐渐增强,储能设备的体积逐渐较减小储能设备质量逐渐提升,进一步促进储能技术水平的有效提升。
结语:
综上所述,可划分为抽水储能、压缩空气储能和飞轮储能的机械储能,超级电容器储能、电容储能以及超导储能的电磁储能技术。储能技术在电力系统运用范围广泛、市场需求巨大。在国家风光示范储能工程中,讨论了储能产品与设备、储能技术实施等方面情况。
参考文献:
[1]孙海顺.储能技术在电气工程领域中的应用展望[J].电网与清洁能源,2017.
[2]程时杰,文劲宇,孙海顺.储能技术及其在现代电力系统中的应用[J].电气应用,2017.
[3]胡灿.超导储能技术在电力系统中的应用与展望[J].四川电力技术,2017.