储能技术在电力系统中的应用现状与前景 附储能技术在新能源电力系统中的研究.docx

储能技术在电力系统中的应用现状与前景摘要在电力系统中储能技术发挥着越来越重要的作用，而当前储能技术的应用状态以及未来的发展前景也是电力行业关注的热点话题。尤其是如今新能源发电得到了广泛的关注与支持，储能技术的作用也更加凸显出来，应用范围也在不断扩大，在不同的系统和环节中，应用的方式也不同，要想将储能技术的价值的作用发挥到最大，就要了解储能技术的应用现状，并结合电力行业发展的实际情况研究其发展前景。【关键词】储能技术电力系统应用智能电网借助越来越先进的科技已经逐渐发展起来了，新能源发电也在逐渐被利用和推广，一些企业以及研究工作者逐渐了解到了储能技术的价值。储能技术并不是一种技术，其类型非常丰富，可以应用到电力系统的各个环节中，性能上也存在着差异。如今储能技术依旧处于探索阶段，国内对储能技术的应用还没有完全普及，储能技术可以让电网对新能源有更强的接纳能力，可以提高电能的质量以及可靠性，在未来的市场中有着广泛的应用前景。1储能技术1.1 抽水蓄能抽水蓄能通常是由水库、发电系统以及输水系统组成。水库由上下水库两部分构成，之间有落差，当电力负荷过低的时候，下水库中水就会抽到上水库，通过借用水力势能来储存能量，而当电力负荷过高时，就可以将上水库中的水送入下水库，这样就可以将水力势能转化为电能。这项技术已经非常稳定，其储能的容量以及功率都比较大，只是会受到水库容量的限制，不会受到其他方面的限制。但这项技术也有一定的缺陷，就是对地理条件有着严格的要求，建造水库本身就需要一定的特殊条件。1.2 压缩空气储能这是一种在燃气轮机基础上发展起来的一项储能技术。其运行原理是当电力负荷处于低谷时，富余的电量就可以让空气压缩机启动，用压缩空气的方式把电能储存起来，而电力负荷在高峰时期时，就可以将高压空气释放出去，为发电机提供能力。有关压缩空气的储能技术一直是相关领域研究的重点，所以目前这方面的产品非常多样。1.3 飞轮储能飞轮储能就是利用飞轮的运动方式进行储能。在储存能量的过程中，电动机会为飞轮旋转加速，这样就可以将电能转变为电能，而在能力释放的过程中，飞轮的旋转速度会逐渐降低，电动机会起到发电机的作用，将动能重新转变为电能。这种储能方式的优点是效率非常高，而且不会对环境造成任何破坏，符合如今的环保理念，功率的密度非常高，并且使用寿命是非常长的，只是这种方式的自放电率非常高，储能密度很低，这是这种储能方式的不足之处。1.4 化学储能这种储能技术利用的是化学反应。能量在电能与化学能之间转化，实现能量的储存。电池是能量转换的载体，而且电池的种类是非常多样的，其电化学反应也有很大的差异，不同种类的电池组成的材料各不相同，但其内部的核心结构是比较相似的，都具有正负极，且电解质以及隔膜都是必不可少的结构。正极代表的就是电势高的一端，负极与之相反，充电的过程中，正极会被氧化，阳离子会来到负极，电子则是在外电路移动向负极。放电的原理与其相反。2储能技术在电力系统中的应用现状2.1 抽水蓄能系统这种技术最早在日本和美国应用。上个世纪中期美国就已经建立了抽水储能系统，抽水技术在其中占据十分之一的比例，适用于水资源比较充足的地区，我国的抽水储能发电容易受到环境的影响，很多地区并不能使用这种方法，从技术上来说是落后于美日的，发电的规模已经达到17.53OGM。2.2 压缩空气储能电站这种储能技术最早应用与德国，在投入使用后，发电效率得到了提升，剩余的能源经过处理后还可以投入使用，在这种情况下，发电工程可以减少一些资金上的投入，形成了资源再利用的效果。储能是对热量的部分进行处理，若是不使用压缩空气的技术，很多剩余的能量得不到利用，这就会导致能源被浪费，而且对环境也会造成影响。德国应用的空气压缩储能最早的应用已经一直沿用到今天，使用了几千次，可以说在技术上是非常完善的，其他国家多数都是借鉴德国的实践经验。我国在这方面的应用几率也非常大，很多技术上的问题也做出了预防。2.3 飞轮储能系统这项技术主要是控制轴承的质量，当质量减轻到一定的程度后，飞轮运转的效率也会得到极大的提升。欧洲的一些企业对轴承的材质进行了更新，将传统的材料换成了高强度纤维，质量强度不变的情况下，飞轮的重量会减轻，储能效果就会更好。3储能技术在电力系统中的发展前景如今各国都比较重视太阳能以及风能等可再生清洁能源的利用，将这些燃料替代以往发电使用的化石燃料已经成为一种趋势，根据不同国家的特点，储能技术的应用也是各有区别，但新能源的开发已经是必经之路。因此未来储能技术的发展应该接入更多的可再生能源，减少电力系统建设的相关成本，同时也是为电力系统的稳定发展提供了保障。4结论总之，储能技术将会在未来继续引导电力系统改变以往的生产模式，新能源的利用将成为主流，而在电力系统中要想发挥出储能技术的真正价值，就要提高设备的工作效率，同时解决电网中的一些突发故障，电能的质量也要得到提升，让电力系统可以变得更加稳定高效，满足社会发展的实际需求。研窕人员需要对储能技术投入更多的关注和精力，结合我国实际情况，解决储能技术应用的一些问题。参考文献1冯琦，周毅博，桂建忠，王莹，郭雷，王春华.含大规模风电与储能元件的电力系统调频技术研究综述J.电测与仪表，2017(08)：39-462张丽霞.大规模储能技术在电力系统中的应用前景解析J.江西建材，2016(15)：204+210引李建林，马会萌，惠东.储能技术融合分布式可再生能源的现状及发展趋势J.电工技术学报,2016(14)：1-10+20.4高华民.大规模储能技术在电力系统中的发展趋势分析J.信息系统工程，2016(05)：42.5张坤，彭勃，郭姣姣，王玉平.化学储能技术在大规模储能领域中的应用现状与前景分析J.电力电容器与无功补偿，2016(02)：54-59+66储能技术在新能源电力系统中的研究摘要：现代社会人们对新能源的需求量越来越高，而针对新能源发电的波动性和间歇性问题，传统管理模式的电力系统还是存在一些问题无法解决，所以本文针对储能技术在新能源电力系统中的应用展开深入分析，也对储能技术的种类进行了探讨，希望通过加大研究力度，切实发挥储能技术在电力系统中的作用，满足现代人对清洁能源的需求，这对于促进国家社会经济发展也具有重要意义。关键词：储能技术;新能源;电力系统;研究综述.AZ-刖百：目前，随着经济快速的发展，国家电网行业发展规模也在逐步的扩大，管理者也开始认识到先进技术手段应用的重要性，其中储能技术在新能源电力系统中的应用正在快速推广，而此技术种类较多，不同的技术种类的作用也不尽相同，这就需要结合电力系统实际状况科学的选择，才能够保障电力系统处于一个平稳运转的状态。同时，也有助于满足现代人对清洁能源的需求，进而为其工作生活提供更多的便利。一、储能技术概述如今，储能技术被现代行业所采用，它主要是指电能的储存，而近几年来人们生活条件的改善，对电力的需求量也在逐渐的加大，新能源发电作为实现双碳目标的主力，其建设速度和规模都在迅猛发展，储能技术作为新能源发电配套技术近年来也有了较大进步。所以我们应加大此技术研究力度，并将其应用在新能源电力系统中，这对于电力系统的稳定运行也具有重要的意义。其次，储能技术除能够进行能量储存，相比于其他技术来讲，还有许多自身优势，比如：可以减轻电网的波动，特别有助于削峰填谷。除此之外，相关数据表明，储能技术目前也被应用于电网负荷较低的时候进行储能，可以减轻火电机组调峰的压力，减少新能源电站弃风弃光的损失。由此可见，此技术具有很大的应用价值。二、储能技术的分类（一）物理储能技术随着时代的变化，电力企业发展规模也在逐步的扩大，而在此工作过程中特别是新能源发电占比越来越大的今天，电力系统遇到了诸如高峰难、弃风弃光等问题，储能技术的/S用较好地解决了此类问题。储能技术种类多，在我国电力企业所应用比较广泛，其中物理储能技术是常见的一种类型之一，该技术也分为很多类型，具体作以下分析。首先，抽水储能技术，该技术主要是只利用低谷电价来进行储存能量的一个技术手段，是物理储能技术中常见的一种类型，它对于新能源电力系统的稳定运转具有重要的意义，同时抽水储能技术还具有很多优势，比如：储能容量大、操作灵活，而运行费用相对来讲也比较低，能够为电网企业发展提供很多便捷。其次，压缩空气储能技术也是物理储能技术中的一种，该技术分为两个过程，一个是储能，另一个都是释能。再者是飞轮储能技术，该技术所涉及的内容也比较多，通常由飞轮、电机以及相关电子控制系统组成，它也是物理储能技术的一种，同样被我国电力行业所使用，能够实现降低损耗、提高飞轮储能效率的目的，当然其还具有清洁效率较高等特点，可以保障电力企业健康发展。、（二）化学储能技术化学储能也属于一种储能技术，目前也被应用在新能源电力系统中，而化学储能技术它主要的方式是电池储能系统。电池的种类相对来讲比较繁多，所以电力企业应结合电力系统实际运作需求，科学的去选择电池。常用的电池种类有锂电池、铅酸电池，或者是金属空气电池，每一种电池都发挥着不同的作用。其次,电力企业在利用化学储能技术管理时，也要结合不同电池的实际状况去优化管理方案，比如：离子电池它是一种高能源效率、高能量密度的储能电池，也是一个较为可靠的储存技术，是将储能技术应用在新能源电力系统中的关键。（三）电磁储能技术电磁储能技术是现代社会所孕育出来的一个技术手段，它也是储能技术中的一种。电磁储能，我们可以将其理解为是一种将电能进一步转化，进而转化成电磁能储存在电磁场的一个技术手段，为我国电力行业发展也提提供了技术支持，它也分为很多种类。第一点，超导磁储能技术，该技术也有很多优势，比如：效率高、无污染及操作简单等，同时它的能源消耗也比较小，能够保障相应的电力系统处于良好稳定运转的状态。第二种，超级电容器储能技术，该技术也是电磁储能技术中常见的一个技术种类，它的优点有很多，比如：电池能量密度高、循环寿命长等特点，可以说对于电力系统发展也至关重要。（四）相变储能技术近几年来，储能技术越来越受到重视，相变储能作为储能技术一种，也被重视起来，它主要是指利用相变材料吸收或者是放出热量，来达到理想化效果的一个技术手段，常见的有电储热、熔融盐储热以及冰蓄冷等很多形式。该技术也具有诸多优点，比如：能量密度比较高，操作简单，设计也比较灵活，特别适用于电力企业，因此能够保障相应的电力系统处于一个良好运转的状态。三、储能技术在新能源电力系统中的作用（一）提高电力系统稳定性数据表明，将储能技术应用在新能源电力系统中具有重要意义。储能释能的工作方式有助于提高电力系统的稳定性，因为现代人生活条件的改善，对电力资源需求量也在逐渐加大，对电能质量的要求也在提高，但新能源发电设备在运行过程中会出现波动性和间歇性等问题，会对电网稳定性和电能质量带来不利影响。所以为了避免问题出现，我们可以借助先进的储能技术手段稳定电能质量来保障电力系统的稳定性。同时新能源电力系统运转效率的高与低，也关乎电网行业发展，所以作为管理者更加需要将储能技术灵活地使用起来，在保障新能源电力系统稳定运转的同时，也能够为自身发展提供很多便捷，且保障各项管理工作顺利有序展开。（二）有助于提升风电场发电量将储能技术应用在新能源电力系统中，除了可以保障电力系统稳定运转之外，也有助于提升风电场发电量。风电场是新能源电力系统中的一个重要组成部分，受电网调峰和用电负荷变化影响，大风时段弃风限电情况突出，我们应运用储能技术手段加强对弃风的能量损失进行有效利用，减少电量损失。而储能技术种类相对来讲比较多，包含物理储能技术、化学传统技术，不同的技术也发挥着不同的作用，所以发电企业应结合自身电力系统需求，采用正确的储能技术并加强管理，进而在保护风电机组平稳运转的同时，也能够有效的吸收无法传输到电网的多余能量。此外，针对电力系统运转过程中存在的不足之处，也要对发电结构及时的优化和调整，这样才能够发挥储能技术最大价值，以及实现增强风机低压穿越能力的目的。（三）获取最大化经济效益近几年来，储能技术被我国电力行业所使用，因为企业与其社会经济发展之间存在着密不可分的关系，尤其是在当今时代背景之下，人们的生活条件改善的同时，对电力资源需求量也变得越来越大。而为了切实提高电力行业经济利润，我们应在新能源电力系统中有效应用储能技术，除了可以保障电力系统稳定性、保护风电机组以及提升风电场发电量之外，此技术的应用，也有助于帮助电力企业降低成本支出，获得更大利润空间，使电力行业进一步朝着更好的方向蓬勃稳定发展。四、储能技术在新能源电力系统中的应用现状分析（一）电力系统稳定性问题当今社会经济快速发展的时代背景之下，电力行业发展规模也在逐步扩大，与此同时管理者也开始认识到加强技术创新的重要性，其中储能技术也被应用在新能源电力系统中，但是在实际应用过程中也面临着一些问题，其中电力系统稳定性问题比较突出，因为电力系统在运转过程中很容易受到诸多因素的影响，而存在着不稳定性。也有一部分风能自身就存在着较大的波动性和间歇性，这样也会致使电力系统稳定性受到影响，若不能及时处理，会对电力系统造成一定的影响，难以为现代经济社会提供安全可靠的电力资源。其次，储能技术在新能源电力系统应用过程中也面临着其他的问题，由于储能系统自身故障，可能会导致一系列连锁反应，这不仅会造成电力设备损坏、人员伤亡事故等问题的出现，同时也会阻碍电网系统的健康发展。（二）电力系统故障问题储能技术在应用新能源电力系统中，除了会遇到电力系统不够稳定性问题之外，电力系统故障问题也迫切需要我们去处理。因为倘若电力系统出现故障，就会引发很多新问题，而电力企业能否安全稳定运行也关乎国家社会经济发展，特别是在当前市场竞争激烈的时代背景下尤为重要。因为随着人生活条件的改善，对电力资源需求量也在逐渐的加大，所以更加需要保障相关电力系统内部潜在的故障得到有效的处理，这样才能实现利益最大化。但是因部分企业由于思想观念方面存在着问题，在储能技术应用过程中并没有针对故障问题给予足够重视和妥善的处理。除此之外，电力企业工作人员技能水平参差不齐，企业对员工技术培训及考核不到位，所以针对电力系统故障问题没有妥善地解决，无形之中，也难以将储能技术在新能源电力系统中应用的价值发挥出来，对于储能技术在电力企业的发展会造成一定的制约。五、储能技术在新能源电力系统中的应用（一）在风电并网中的应用时代的快速发展，人们生活条件得到改善，与此同时对电力资源需求量也在逐年的递增，这就对电力企业提出了新的要求，管理中应借助先进的科技手段保障电力系统的稳定性。其中储能技术在近期内逐渐被重视，被应用在新能源电力系统中，并且可以保障系统的稳定性，为了提高电力企业综合市场竞争力，我们应将储能技术应用在风电并网中，具体从以下分析。首先，应明确储能技术的基本优势，它主要是指电能的储存，通过一定的技术手段将电能储存起来，能够用于做应急能源，对于现代行业发展非常的关键。储能技术种类也比较多，不同的类型也发挥着不同的作用，常见的电磁储能技术、相变储能技术，对于电力企业发展来讲都有一定的技术支持作用。由此可见，将储能技术应用在风电并网中具有重要的价值。其次，将储能技术应用在风电并网中，还有助于改善电能的质量以及提高风电系统的低电压穿越能力。因为现代人们生活以及社会生产力的提高，对电力资源需求量也在逐渐的加大，所以我们必须要提高电能的质量，才能满足生活需要，满足生产需要，保障企业生存。此外，储能技术应用在风电并网中，还可以实现平抑功率波动的目的，储能技术的应用可以有效的改变电压波动，改善电网有功、无功因新能源发电不稳定造成的电能质量问题。相比传统技术手段，将储能技术应用新能源电力系统中具有重要价值，进而促进电力企业朝着国际化、现代化方向发展。(二)在光伏并网中的应用储能技术应用在新能源电力系统中，也能够实现资源科学合理使用的目标，特别是在当今“双碳目标”的大背景之下，整个社会对新能源的需求量快速增高，传统化石能源在逐渐减少，所以我们更加需要借助先进技术手段加大对新能源的开发和利用，这其中必不可少的当属太阳能。光伏发电有独立光伏发电、并网光伏发电、分布式光伏发电。其中独立光伏发电已经应用多年，又叫离网光伏发电，主要应用于边远地区或者架设电力设施造价过高的地方。对于独立光伏发电系统，储能系统是关键中的关键，没有储能系统，就不存在独立光伏发电模式。并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网，可以分为有储能和无储能两种并网发电系统。早期为了控制投资，企业很少增加储能系统，但受天气等方面影响，造成光伏发电的间歇性、随机性、波动性、不稳定性等问题，严重影响着电能质量。所以储能系统在未来应该会逐渐补充到并网光伏发电系统中，来承担调节电能质量，避免能源浪费的重大责任。分布式光伏发电系统，又称分散式发电或分布式供能，是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统，以满足特定用户的需求，支持现存配电网的经济运行，或者同时满足这两个方面的要求。分布式发电系统在当下逐渐发展成了主流发电模型，因为该模型更有利于能源的利用且将损耗降低到最小。而储能系统同样是分布式光伏发电系统的重要组成部分。六、储能技术未来发展前景研究储能技术未来发展前景非常之广，发展将会至关重要，具体我们可以从以下方面展开详细分析。首先，时代的变化，各行各业之间竞争趋势也在逐渐的加大,企业也开始认识到储能技术应用的价值，特别是对于我国电力企业行业来讲非常的重要，因为如今社会对电能需求量越来越大，所以我们更加需要借助先进技术手段确保电力系统的稳定性，以便于满足经济社会发展的需求。而电力储能技术具备很多优势，它是兼具高功率密度以及高能量密度为一体的技术手段，可以解决以往新能源电力系统运转过程中潜在的问题。同时该技术也被应用在各个领域中，比如应用在风电并网中和光伏并网中，储能技术的应用对于电力企业发展来讲至关重要。其次，储能技术它的种类也比较多，各个技术之间也是相互贯通的，而它的运行成本相对来讲也比较低，所以电力企业有必要加大在此技术上的研究力度，切实解决以往新能源在电力系统运行中不够稳定等问题，且实现改善电能质量及解决功率波动较大等问题。结语.综上所述，现今阶段，储能技术被应用在新能源电力系统中具有重要的研究价值，而不同的技术往往也发挥着不同的作用，这就需要正确去选择。而为了切实的保障电力行业发展，我们还需要将储能技术应用在风电并网以及光伏并网中，也要加强对此技术未来发展前景的研究，才能够现为现代社会生活提供稳定的电力资源。参考文献：1赵书强，孙科.储能技术在新能源电力系统中的应用J.电子制作，2021,(10)：89-912杜芳.储能技术在新能源电力系统中的应用分析J.中国高新科技，2020,(20)：17-18.引林天斌，赵景飞.新能源电力系统中的储能技术探讨J1.科技风，2020,(26)：139-140.4赵尧.浅析新能源电力系统中的储能技术J.电子世界，2020,(17)：134-135.5刘波.新能源电力系统中的储能技术探讨J.现代工业经济和信息化，2020,(05)：51-52.6张爱玲，尹青龙.新能源电力系统中的储能技术探讨J.科技风，2020,(09)：181.7潘良屯.新能源电力系统中的储能技术J.大众标准化，2019,(16)：22-23.