黃久嶺

摘要：在現(xiàn)階段的電氣工程領(lǐng)域內(nèi)，儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)當(dāng)屬于不可缺少的電網(wǎng)調(diào)控技術(shù)。與原有的電網(wǎng)運(yùn)行方式相比，建立在儲(chǔ)能技術(shù)前提下的電網(wǎng)控制模式能夠確保實(shí)現(xiàn)最佳的電網(wǎng)運(yùn)行綜合效益，并且還能達(dá)到優(yōu)化分配電網(wǎng)內(nèi)部負(fù)荷的效果。因此針對(duì)目前的電氣工程領(lǐng)域而言，關(guān)鍵在于明確儲(chǔ)能技術(shù)的基本運(yùn)用要點(diǎn)，結(jié)合城鄉(xiāng)電網(wǎng)的真實(shí)運(yùn)行狀況來靈活運(yùn)用儲(chǔ)能技術(shù)。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)能技術(shù);電氣工程領(lǐng)域;應(yīng)用;展望

儲(chǔ)能技術(shù)的基本宗旨在于靈活控制電網(wǎng)負(fù)荷，從而保證了不同時(shí)間段的電網(wǎng)負(fù)荷能夠大體維持平穩(wěn)，杜絕過于頻繁的電網(wǎng)負(fù)荷波動(dòng)[1]。從技術(shù)種類的角度來講，目前針對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)主要可以將其分成飛輪儲(chǔ)能、蓄電池儲(chǔ)能與抽水儲(chǔ)能的儲(chǔ)能技術(shù)類型。在電氣工程中若能做到正確運(yùn)用儲(chǔ)能技術(shù)手段，則有利于維持均衡并且平穩(wěn)的電網(wǎng)負(fù)荷比例，并且可以體現(xiàn)最大化利用可再生電網(wǎng)能源的效果[2]。

一、儲(chǔ)能技術(shù)的基本特征

儲(chǔ)能技術(shù)的本質(zhì)在于借助特定的載體來儲(chǔ)存發(fā)電能量，進(jìn)而達(dá)到靈活調(diào)控電網(wǎng)負(fù)荷以及保障供電平穩(wěn)的目標(biāo)。從當(dāng)前的現(xiàn)狀來看，抽水儲(chǔ)能技術(shù)占據(jù)較高的技術(shù)運(yùn)用比例[3]。

城鄉(xiāng)各地針對(duì)電網(wǎng)供電若能做到科學(xué)運(yùn)用儲(chǔ)能技術(shù)，那么針對(duì)電網(wǎng)整體的平穩(wěn)運(yùn)行可以提供保障。并且，正確運(yùn)用儲(chǔ)能技術(shù)還可體現(xiàn)最大化的電網(wǎng)運(yùn)行效益，通過施行電網(wǎng)需求管理的舉措來避免夜間與白晝的較大用電差異，避免供電網(wǎng)絡(luò)呈現(xiàn)頻繁波動(dòng)的狀態(tài)。由此可見，現(xiàn)階段的電網(wǎng)平穩(wěn)運(yùn)行需要儲(chǔ)能技術(shù)作為必要的支撐。

二、電氣工程領(lǐng)域中的儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用要點(diǎn)

電氣工程以及儲(chǔ)能技術(shù)的全面融合具有顯著的必要性。這是由于，引進(jìn)儲(chǔ)能技術(shù)的做法有助于創(chuàng)建穩(wěn)定化及規(guī)?；碾姎夤こ踢\(yùn)行模式，并且對(duì)于目前現(xiàn)存的電網(wǎng)供電方式也能夠?qū)崿F(xiàn)改進(jìn)與優(yōu)化[4]。并且，儲(chǔ)能技術(shù)具備較好的高效性以及清潔性特征，對(duì)于此類技術(shù)手段若能加以充分利用，那么將會(huì)在根本上滿足現(xiàn)階段的環(huán)保供電需求。具體來講，電氣工程領(lǐng)域目前運(yùn)用的儲(chǔ)能技術(shù)主要體現(xiàn)為如下的技術(shù)要點(diǎn)：

（一）關(guān)于飛輪儲(chǔ)能技術(shù)

對(duì)于飛輪儲(chǔ)能機(jī)組而言，該機(jī)組應(yīng)當(dāng)包含磁懸浮的軸承控制部分以及旋轉(zhuǎn)式的圓柱體質(zhì)量塊。飛輪儲(chǔ)能機(jī)組具體在運(yùn)行中，很難避免將會(huì)損耗較多的機(jī)組能量。在此前提下，對(duì)于儲(chǔ)能機(jī)組需要配備磁懸浮的機(jī)組軸承，進(jìn)而確保達(dá)到最大化的機(jī)組能耗減小目標(biāo)，并且實(shí)現(xiàn)了整個(gè)機(jī)組運(yùn)行壽命的有效延長。從目前的現(xiàn)狀來看，飛輪儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)被推廣運(yùn)用于現(xiàn)階段的電氣工程中，同時(shí)也體現(xiàn)了優(yōu)良的儲(chǔ)能技術(shù)效益。

但是需要注意的是，對(duì)于飛輪儲(chǔ)能機(jī)組不可以長期將其置于外部空間中，而是最好置于真空的范圍內(nèi)。這主要是由于，真空的機(jī)組運(yùn)作環(huán)境客觀上可以達(dá)到最低的機(jī)組損耗與機(jī)組摩擦消耗，并且還能避免飛輪機(jī)組受到風(fēng)阻力導(dǎo)致的影響。對(duì)于機(jī)組的旋轉(zhuǎn)速度在進(jìn)行調(diào)節(jié)時(shí)，主要可以運(yùn)用連接發(fā)動(dòng)機(jī)或者發(fā)電機(jī)的方式予以實(shí)現(xiàn)。經(jīng)過以上的技術(shù)改進(jìn)，對(duì)于電網(wǎng)功率的交換效率即可達(dá)到明顯提升的目標(biāo)[5]。

（二）關(guān)于蓄電池的儲(chǔ)能技術(shù)

蓄電池的儲(chǔ)能技術(shù)主要借助于蓄電池來實(shí)現(xiàn)調(diào)控電氣機(jī)組負(fù)荷的目標(biāo)，確保做到靈活調(diào)節(jié)峰谷階段的電網(wǎng)負(fù)荷，從而達(dá)到了電能質(zhì)量得以明顯提升的效果。在目前看來，較多的發(fā)達(dá)國家針對(duì)蓄電池的儲(chǔ)能技術(shù)已經(jīng)能夠?qū)崿F(xiàn)推廣運(yùn)用，并且體現(xiàn)為優(yōu)良的儲(chǔ)能技術(shù)效益。

例如在英國，對(duì)于建造儲(chǔ)能電站可以借助于蓄電池予以完成，其中典型為PSB的儲(chǔ)能技術(shù)[6]。通過運(yùn)用高效的蓄電池方式，應(yīng)當(dāng)能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)脈沖功率輸出的靈活調(diào)節(jié)，確保峰值的電網(wǎng)負(fù)荷量可以隨時(shí)得到有效的調(diào)節(jié)。因此可見，蓄電池的電網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)客觀上具備優(yōu)良的技術(shù)運(yùn)用效益。

（三）關(guān)于電容器的儲(chǔ)能技術(shù)

與常見的電容器相比，對(duì)于儲(chǔ)能技術(shù)領(lǐng)域必須借助于超大型的電容器，這是由于超大電容器可以達(dá)到介電常數(shù)更高的效果，并且具有更好的容器耐壓性以及更大的表面積。具體針對(duì)調(diào)節(jié)電網(wǎng)的峰值供電負(fù)荷而言，運(yùn)用電容器的大型儲(chǔ)能技術(shù)可以達(dá)到靈活調(diào)整較低電網(wǎng)容量以及電網(wǎng)負(fù)荷的目標(biāo)，進(jìn)而有效保障了平穩(wěn)的電網(wǎng)運(yùn)行效果。相比于原有的儲(chǔ)能技術(shù)手段，電容器的儲(chǔ)能技術(shù)體現(xiàn)為較好的技術(shù)安全性。

例如在瞬時(shí)干擾的狀態(tài)下，運(yùn)用電容器的儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)于突然降低的電網(wǎng)負(fù)荷能夠做到在短期內(nèi)進(jìn)行提升。因此在目前看來，對(duì)于容量較低的電網(wǎng)供電調(diào)整工作尤其適合運(yùn)用電容器的儲(chǔ)能調(diào)節(jié)方式[7]。在電網(wǎng)負(fù)荷逐漸恢復(fù)平穩(wěn)以后，電容器將會(huì)回歸原有的運(yùn)行狀態(tài)。超大型的電容器本身可以達(dá)到較好的容器耐壓性，對(duì)于介電常數(shù)也能進(jìn)行靈活的控制，客觀上可以達(dá)到儲(chǔ)能技術(shù)總體運(yùn)用成本顯著減低的目標(biāo)。

（四）關(guān)于抽水儲(chǔ)能技術(shù)

目前對(duì)于備用的電氣系統(tǒng)容量以及系統(tǒng)能量管理的重要領(lǐng)域而言，抽水儲(chǔ)能技術(shù)都已得到充分的運(yùn)用。從本質(zhì)來講，抽水儲(chǔ)能技術(shù)主要依賴于特定容量的抽水儲(chǔ)能設(shè)備。在滿足抽水容量的前提下，上述的儲(chǔ)能設(shè)備最長可以達(dá)到5天左右的能量釋放時(shí)間。因此對(duì)于抽水儲(chǔ)能技術(shù)可以將其廣泛運(yùn)用于現(xiàn)階段的電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)節(jié)領(lǐng)域，確保預(yù)留充足的電網(wǎng)備用負(fù)荷，以便于應(yīng)對(duì)緊急狀態(tài)下的電網(wǎng)負(fù)荷調(diào)控需求。

除此以外，運(yùn)用抽水儲(chǔ)能設(shè)備還能實(shí)現(xiàn)針對(duì)儲(chǔ)能總量顯著增大的目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上著眼于靈活調(diào)整現(xiàn)有的峰值供電負(fù)荷。從系統(tǒng)備用電源的角度來講，運(yùn)用抽水儲(chǔ)能設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)最大化的電網(wǎng)負(fù)荷控制效果，避免電網(wǎng)由于受到頻繁的外界供電需求波動(dòng)，進(jìn)而導(dǎo)致電網(wǎng)失去穩(wěn)定性的后果。各地在引進(jìn)抽水儲(chǔ)能技術(shù)的前提下，對(duì)于原有的系統(tǒng)儲(chǔ)存能量可以達(dá)到顯著增大的效果。從現(xiàn)狀來看，很多地區(qū)都在逐步嘗試引進(jìn)功率較高的新型抽水儲(chǔ)能裝置。

三、展望儲(chǔ)能技術(shù)的前景

首先是強(qiáng)化輸電工作領(lǐng)域的儲(chǔ)能技術(shù)運(yùn)用管理。對(duì)于現(xiàn)階段的電力工程來講，強(qiáng)化配電管理與輸電管理的舉措應(yīng)當(dāng)被置于首要地位。在此前提下，作為電網(wǎng)管理部門就是要著眼于儲(chǔ)能技術(shù)的有效監(jiān)管以及科學(xué)運(yùn)用，尤其是涉及輸電工作的關(guān)鍵領(lǐng)域。具體在結(jié)合輸電工作以及儲(chǔ)能技術(shù)管理的實(shí)踐中，強(qiáng)化技術(shù)監(jiān)管的基本思路主要體現(xiàn)在連接電網(wǎng)與儲(chǔ)能機(jī)組，并且針對(duì)各地現(xiàn)有的儲(chǔ)電能源也要做到科學(xué)規(guī)劃。此外，關(guān)于強(qiáng)化管理儲(chǔ)能技術(shù)還應(yīng)當(dāng)關(guān)注電網(wǎng)調(diào)節(jié)以及電網(wǎng)控制手段的全面優(yōu)化，確保運(yùn)用靈活措施來調(diào)控城鄉(xiāng)電網(wǎng)運(yùn)行。

其次是對(duì)于低成本與高效性的儲(chǔ)能技術(shù)予以全面研發(fā)。從現(xiàn)狀來看，較高的技術(shù)運(yùn)用成本明顯阻礙迅速推廣儲(chǔ)能技術(shù)。由于受到較高的技術(shù)引進(jìn)成本影響，目前市場領(lǐng)域運(yùn)用的儲(chǔ)能技術(shù)仍然呈現(xiàn)狹窄的技術(shù)范圍。針對(duì)以上的現(xiàn)狀為，技術(shù)人員針對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)有必要逐步實(shí)現(xiàn)總體技術(shù)成本的降低，確保體現(xiàn)最佳的儲(chǔ)能技術(shù)運(yùn)用實(shí)效;同時(shí)，關(guān)于引進(jìn)與運(yùn)用儲(chǔ)能技術(shù)也要更多著眼于電網(wǎng)穩(wěn)定性的保障，靈活控制與使用儲(chǔ)能設(shè)備，避免供電負(fù)荷頻繁波動(dòng)。

第三是有序管理市場中的儲(chǔ)能技術(shù)運(yùn)用。儲(chǔ)能技術(shù)如果要得以有序的推廣運(yùn)用，則必須依賴于現(xiàn)階段的市場調(diào)控機(jī)制[8]。然而實(shí)際上，市場機(jī)制本身具有顯著的波動(dòng)性，對(duì)于儲(chǔ)能技術(shù)的領(lǐng)域必須做到貫穿宏觀調(diào)控的舉措。因此在目前看來，作為電網(wǎng)監(jiān)管部門亟待強(qiáng)化針對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)的科學(xué)監(jiān)管，并且應(yīng)當(dāng)著眼于市場化的技術(shù)監(jiān)管視角。各地針對(duì)儲(chǔ)能技術(shù)通過推行高效監(jiān)管的舉措，確保維持平穩(wěn)的電網(wǎng)供電狀態(tài)，遵循因地制宜的總體思路來分配電網(wǎng)負(fù)荷。

結(jié)束語：

近些年以來，城鄉(xiāng)各地電網(wǎng)都在承受著迅速增高的用戶用電負(fù)荷，因而亟待轉(zhuǎn)變各地電網(wǎng)的傳統(tǒng)供電調(diào)節(jié)模式。通過引進(jìn)電網(wǎng)儲(chǔ)能技術(shù)，應(yīng)當(dāng)能保證在客觀上達(dá)到最佳的電網(wǎng)儲(chǔ)能效益，確保做到靈活應(yīng)對(duì)日益增大的區(qū)域輸電需求。然而截止目前，對(duì)于電氣工程運(yùn)用的儲(chǔ)能技術(shù)并未真正達(dá)到最為完善的水準(zhǔn)。未來在該領(lǐng)域的技術(shù)實(shí)踐中，關(guān)于儲(chǔ)能技術(shù)仍然應(yīng)當(dāng)著眼于低成本以及高效率的全新技術(shù)手段研發(fā)，通過引進(jìn)全新的電網(wǎng)節(jié)能技術(shù)手段來改進(jìn)現(xiàn)有的儲(chǔ)能技術(shù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉暢，卓建坤，趙東明等.利用儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)可再生能源微電網(wǎng)靈活安全運(yùn)行的研究綜述[J/OL].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2019（02）：38-39.

[2]閆曉茹.電池儲(chǔ)能在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用——評(píng)《儲(chǔ)能電池及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用》[J].電池，2019，49（04）：358-359.

[3]顧海軍.基于智能電網(wǎng)建設(shè)中的儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用研究[J].電氣技術(shù)與經(jīng)濟(jì)，2019（04）：13-15.

[4]薛金花，葉季蕾，許慶強(qiáng)等.客戶側(cè)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀及經(jīng)濟(jì)可行性分析研究[J].電器與能效管理技術(shù)，2019（14）：34-39+45.

[5]保正澤.儲(chǔ)能技術(shù)在新能源發(fā)電中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2019，50（13）：255.

[6]方偉中.儲(chǔ)能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用與發(fā)展[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2017（33）：169-170.

[7]李耀輝.儲(chǔ)能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用[J].民營科技，2014（09）：70.

[8]劉孫相與，陳斌.儲(chǔ)能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用展望[J].電子制作，2013（12）：239.