黃瑞文

摘要：現(xiàn)在人們對生活水平的提高，在整個電網(wǎng)在運行過程中，用戶在不同時段對電能需求量是不同的。根據(jù)不同的用電需求，及時補充或削減電量是現(xiàn)有電力系統(tǒng)調(diào)峰的重要調(diào)節(jié)措施。傳統(tǒng)的電量調(diào)節(jié)主要依靠減少或增加供給側(cè)發(fā)電量來滿足用電需求。此種方法，對于供給側(cè)的發(fā)電機組而言會帶來較大損害?；诖?，本文提出了利用儲能技術(shù)以儲能電站的方式來參與電力系統(tǒng)調(diào)峰的新措施。該儲能技術(shù)的應(yīng)用，可以有效改善發(fā)電機組不正常運行的態(tài)勢，進而保障整個電網(wǎng)的長時間穩(wěn)定運行。

關(guān)鍵詞：電網(wǎng);電能需求;電力系統(tǒng)調(diào)峰;儲能技術(shù)

引言

目前，人類所使用的大部分能源都是以不同形式儲存下來的太陽能。煤炭、石油、天然氣等化石能源是太陽能在數(shù)十億年時間里所累積的產(chǎn)物，而水能、風能等可再生能源則是太陽能以年為單位累積的產(chǎn)物。自然界中的能源供給通常是不均衡的，由地理位置、季節(jié)氣候等自然條件決定。能源的需求同樣不均衡，且時常與能源的供給完全不匹配。因此，在能源供給和需求之間迫切需要一種裝置，以實現(xiàn)能量在空間和時間上的轉(zhuǎn)移，這就是儲能。

1儲能技術(shù)簡介

儲能是指將能量從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式后進行的能量存儲。例如，使用電能參與氫氣的制取，將電能轉(zhuǎn)換為氫能源后實現(xiàn)了能量的存儲，在有一定需求時，再將氫能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，這就是儲能的一種具體表現(xiàn)。目前儲能技術(shù)主要包括兩種方式，一種是機械儲能，另一種是電磁儲能。機械儲能主要包括抽水儲能與壓縮氣體兩種形式。抽水儲能主要是在水力發(fā)電中，將過剩的電能帶動相應(yīng)水泵動作，將水從低處運往高處，待電能不足的情況下，開啟水閘，利用水的重力勢能將機械能再轉(zhuǎn)化為電能。壓縮空氣儲能也是利用多余電能，將電能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的機械能，對氣體進行壓縮。在電能供應(yīng)不足情況下，釋放壓縮氣體帶動汽輪機進行發(fā)電。電磁儲能主要利用儲能電子設(shè)備進行電能的存儲，主要包括電池儲能技術(shù)與電容儲能技術(shù)兩種。電池儲能技術(shù)主要使用的是鉛酸電池、鋰電子電池等電子元器件將電能轉(zhuǎn)化為化學能，實現(xiàn)電池的充電過程，在停電或者電力供應(yīng)不上時，利用電池對外進行供電，滿足緊急用電的需求。電容充電的本質(zhì)與電池充電的類似，都是將電能轉(zhuǎn)化為化學能的一種表現(xiàn)形式。儲能技術(shù)的日益豐富，也為電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行提供了強有力的保障。

2儲能技術(shù)的分類

按照不同的分類方法，儲能技術(shù)可進行如下分類。

2.1按照儲能原理分類

儲能可分為機械能儲能、電化學儲能、電氣類儲能、熱儲能以及化學類儲能等。其中，機械能儲能主要包括抽水蓄能、壓縮空氣和飛輪儲能。電化學儲能主要包括鉛酸電池、鋰離子電池、液流電池和鈉硫電池等電池儲能技術(shù)。電氣類儲能包括超導儲能和超級電容儲能。熱儲能主要指通過利用水等相變材料將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮艿膬δ芊绞健；瘜W類儲能主要是指利用氫（H2）或合成天然氣（SNG）作為次級能量載體的儲能方式。

2.2按照儲能時間長短分類

儲能可分為：短時儲能，通常放電時間為數(shù)秒到數(shù)分鐘。中期儲能，通常放電時間為數(shù)分鐘到數(shù)小時。長期儲能，通常放電時間為數(shù)小時到數(shù)天。

2.3按照儲能功能分類

儲能可分為能量型儲能和功率型儲能。能量型儲能特點是比能量高，放電相對較慢，主要用于較大能量輸入和輸出的場合;功率型儲能特點是比功率高，以高放電率快速放電，主要用于瞬間高功率輸入和輸出的場合。

3儲能技術(shù)在電力系統(tǒng)調(diào)峰中的應(yīng)用

3.1應(yīng)用于發(fā)電系統(tǒng)

電池儲能技術(shù)目前主要應(yīng)用于大規(guī)模的風力發(fā)電、太陽能發(fā)電等領(lǐng)域，運用特定的運行模式、設(shè)定固定的計算目標來進行容量配置問題，根據(jù)實際應(yīng)用的工作統(tǒng)計，平滑風電在瞬間的儲能系統(tǒng)容量是普通風電的25%，這樣計算下來可以看出，平滑風電按小時計算的傳輸功率相對穩(wěn)定，容量相比風電系統(tǒng)也相對較高。因此可以看出，大規(guī)模的風發(fā)電廠及光發(fā)電廠應(yīng)用的儲能系統(tǒng)容量一般都超過規(guī)定標準，儲存時間相對減少，這就大大提高了儲存電能的應(yīng)用率。目前電池儲能技術(shù)常用升壓轉(zhuǎn)換器進行應(yīng)用，普遍適應(yīng)于大于35kv的電路中。

3.2應(yīng)用于運輸電能

目前我國的電池儲能系統(tǒng)能夠最大效率的應(yīng)用已有的電網(wǎng)資源，不斷提高輸電的運行效率及運行能力，這樣能夠大大降低了運輸?shù)慕?jīng)濟成本，還能夠提升電網(wǎng)的安全運行，有效控制了使用的頻率及實現(xiàn)無控制操作。電池儲能技術(shù)能夠?qū)㈦娏M行有效的存儲，將額外的浪費降至最低，這樣能夠確保電力在運輸過程中更好地應(yīng)用。

3.3應(yīng)用于變電系統(tǒng)

電化學儲能系統(tǒng)可用于電力系統(tǒng)的發(fā)、輸、配、用等環(huán)節(jié)，具有削峰填谷，參與電網(wǎng)輔助服務(wù)（調(diào)頻、調(diào)壓等）、需求響應(yīng)及作為備用電源等功能。在實際運行的過程中，電池儲能應(yīng)用通過削弱峰處、填補低谷的方式進行，能夠確保電力的儲存容量，節(jié)約了儲存的時間，將其控制在大約6小時，大大提高了運行的穩(wěn)定性及安全性。目前，受場地因素限制，單獨的儲能裝備對大電網(wǎng)調(diào)峰調(diào)頻的能力有限，在主網(wǎng)側(cè)的應(yīng)用場景集中考慮在變電站內(nèi)配置儲能設(shè)備。

3.4能源控制應(yīng)用

很多的儲能技術(shù)在研發(fā)的過程中需要投入大量的研究成本，所以一個儲能技術(shù)能否在研發(fā)之后得到社會的廣泛認可和應(yīng)用其最為基本的限制因素就是儲能技術(shù)的使用成本。有關(guān)部門對于當前儲能技術(shù)的投資成本做出了比較詳細的報告分析，最后發(fā)現(xiàn)在相同成本下經(jīng)濟效益比較高的幾種技術(shù)主要為壓縮空氣技術(shù)和抽水蓄能技術(shù)。在大規(guī)模的生產(chǎn)背景下，這兩種技術(shù)在保證工程質(zhì)量的同時可以為使用者創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益，所以在不久的未來這兩種方式將會得到更加廣泛的應(yīng)用。

4電力系統(tǒng)儲能技術(shù)發(fā)展

儲能技術(shù)在研發(fā)的過程中需要投入大量的研究成本，所以一個儲能技術(shù)能否在研發(fā)之后得到社會的廣泛認可和應(yīng)用其最為基本的限制因素就是儲能技術(shù)的使用成本。有關(guān)部門對于當前儲能技術(shù)的投資成本做出了比較詳細的報告分析，最后發(fā)現(xiàn)在相同成本下經(jīng)濟效益比較高的幾種技術(shù)主要為壓縮空氣技術(shù)和抽水蓄能技術(shù)。在大規(guī)模的生產(chǎn)背景下，這兩種技術(shù)在保證工程質(zhì)量的同時可以為使用者創(chuàng)造更高的經(jīng)濟效益，所以在不久的未來這兩種方式將會得到更加廣泛的應(yīng)用。儲能技術(shù)中最不經(jīng)濟的方式是電池儲能技術(shù)，這種方式在使用的過程中，在完成相同工作量的情況下，造成的能源浪費是最高的。盡管科技在不斷的發(fā)展，很多的科研人員也在嘗試著將這種方式的生產(chǎn)成本降低到最小，但是實際的使用成本還是要高于其他的發(fā)電方式，在未來這種技術(shù)最終會被淘汰。

結(jié)束語

從世界范圍看，現(xiàn)階段儲能仍處于發(fā)展的初期階段，但近年來我國儲能行業(yè)已呈現(xiàn)出多頭并進的良好態(tài)勢：如傳統(tǒng)的抽水蓄能等儲能應(yīng)用規(guī)模持續(xù)擴大;超導儲能和超級電容等電氣類儲能，鉛酸電池、鋰離子電池、液流電池等電化學類儲能和壓縮空氣儲能等技術(shù)不斷優(yōu)化升級;儲熱、氫儲能等也取得了不小的進展。相關(guān)政策的不斷出臺和實施，儲能技術(shù)和工藝將得到快速提升，儲能成本也將大幅下降。在不遠的未來，規(guī)?；瘍δ芡耆軌蚶米陨硇軐崿F(xiàn)巨大的經(jīng)濟價值，走上可持續(xù)發(fā)展的道路。

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