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的应用研究.docx

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1、储能技术在电力系统中的应用现状与前景摘要：近年来，社会经济迅速发展，电力系统也不断的更新和进步。随着许多新能源被发现和利用，如何更高效的储存能源成为了电力行业关注的热点话题，它直接影响着我国电力系统的发展。文章通过对储能技术的作用与优势的分析，阐述了储能技术在电力系统中的应用现状，并结合两者对储能技术的发展前景进行了分析研究，希望我国的电力系统在储能技术方面的应用能不断精进，谋求其更大的价值。关键词：储能技术；电力系统；应用现状；前景随着智能电网的发展和对新能源应用的不断深化，储能技术作为一种能可使电力系统变得更加稳定高效的技术，其应用范围广泛，所获效益巨大。由于我国的储能技术起步较晚，目前还

2、处于不断摸索阶段，没有让储能技术应用于各个方面，发挥其最大价值。储能技术不仅可以增强电网对新能源的适应性，同时可以提高电能的质量，节约能源，对我国能源的储备和资源的节约都十分有益。总之,储能技术在未来的市场中具有十分良好的应用前景。1储能技术的作用与优势储能技术作为目前卷止在电力系统中应用效益最高的技术，有着其不可取代的优势，以下是对储能基础的作用与优势的分析：(1)使电力得以储存。传统电力系统处于动态平衡，什么时候想用了就什么时候发电，这种供电模式已经越来越不适应当今社会的发展与要求。而新型储能技术，可以使系统处于一个连续的运转状态当中，使电力得已储存，使发电和用电不再相互牵制，储能技术可以

3、说是一场根本性的改革。(2)使能源便于调控。传统能源，如石油能源等随着不断的被开采使用，已经逐渐匮乏，且这些能源在利用的过程中会产生极大的污染，对生态环境造成破坏，于是许多新能源开始被发现和利用。其中，风能、太阳能等作为利用最广的新式能源，能够优化电力系统的发电，但它们十分依赖于自然资源条件。如风能和太阳能发电技术在无风无阳光的情况下该如何进行调控，是一大难题。但储能技术的应用，可以极大程度上的缓解这些新能源存在的波动性和间歇性，是电网运行更加安全稳定，使能源便于调控，让新能源发电技术能够最大程度上的发挥它的价值。2储能技术在电力系统中的应用现状储能技术从开始应用之初，就在不断的被研究被发掘，

4、目前在许多方面已用到了储能技术，下面是对储能技术在电力系统中的应用现状的阐述：(1)机械储能技术。机械储能技术作为储能技术中较为常见的一种，已经应用于各个方面。如抽水蓄能，即以水力势能的形式蓄能，在需要发电的时候，将水力是能转化为电能,目前这种技术已经比较成熟，无论是储能效率还是容量均已非常之大。如压缩空气储能，在1949年国外首先提出了压缩空气的概念，随着不断的探索和研究，最后形成了压缩空气储能，虽目前其发展日渐成熟,但仍存在技术难题亟待解决。又如飞轮储能，其基本原理是把电能转化为飞轮的动能进行存储，具有功率密度高，能量转换效率高等优点，目前已进入工业试运行阶段。(2)电磁场储能技术。电磁场

5、储能技术又可细分为：超导磁储能系统、超级电容器储能系统和熔融盐续热储能系统。这三者系统不同于常见的储能系统，目前对其的实用技术仍然不成熟，存在很多技术性的问题需要解决，且由于成本、自然因素等各方面的限制，对其的应用研究也受到制约，不如机械储能技术应用的广泛。要使电磁场储能技术能够大量的投入电力系统的运行需要大量人力财力的堆积，目前来说比较困难。3储能技术的发展前景新能源应用是当前能源应用的重点内容，如何对其进行有效的储存要牢牢依靠储能技术的发展，下述是对储能技术各部分发展前景的分析探究：(1)储能技术的应用趋势。如今，传统能源逐渐枯竭，且对环境破坏巨大，导致新能源已逐渐取代了传统能源的位置。同

6、时，对于风能、太阳能等此类新型的可再生清洁能源的储存也成为了电力行业关注的焦点，所以对储能技术的应用将不断扩大，储能技术的应用和发展将不会停止，它将接纳更多的可再生能源，不断优化电力系统的发电效益与能力。(2)储能技术的技术水平。储能技术的水平是否能过关决定着该技术是都能够被广泛的应用及推广。其中系统的转换效率和设备的使用寿命是两大关键，关系着储能系统的运行总成本。目前,机械储能技术和电磁场储能技术在这两部门内容中都具有较高的水平,但如何同时对两者进行提升，是现在仍然在不断研究发掘的一项内容。其次，在具体应用中储能设备的体积和质量也是一个应该考虑的因素，在什么样的场合和环境下使用哪一种储能技术

7、正处于不断精进的过程中。总之，储能技术的水平正不断提高，前景良好。(3)储能技术的经济成本。就目前而言，单看储能技术成本的结果，并无法满足商业化应用的需求。它不仅要计算配套的储能设施的成本，还要考虑在大规模储能技术应用下的维护成本。为了使储能技术更具有经济效益，储能技术应该不断研究提升，能够具备大幅降价的空间，避免影响其大范围的推广。当然，不同的储能技术有其不同的优势和适用范围，如何做到降低最大的成本实现最高的效益，是目前一个需要探索和思考的问题。综工而示，储能技术是未来能源结构改变和电力系统优化的战略性支撑技术，大大的提高了对新能源的储存效益，它能够改变传统的发电技术，使电力得以储存，并且便

8、于调控。目前储能技术在电力系统中已经得到较为广泛的发展，大致可分为机械储能技术和电磁场储能技术。通过对其应用趋势、技术水平和经济成本的分析，对储能技术的发展前景进行研究可得，储能技术正处于不断发展上升的阶段，值得被加以重视和利用。参考文献：1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)：204210.2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)：54593王松岑，来小康，程时杰.国家电网公司“电网新技术前景研究”项目咨询组，大规模储能技术在电力系统中的应用前景分析J.电力系统自动化，

9、2013.37(01)：38.4叶季蕾，薛金花，王伟，吴福保，杨波.储能技术在电力系统中的应用现状与前景J.中国电力,2014.47(03)：15.5蒋虹，张东明，林少平.低碳经济时代发电行业的发展形势及对策J.环境污染与防治,2016.32(4)：107109张文亮,丘明，来小康.储能技术在电力系统中的应用J.电网技术,2014.32(7)：19.储能技术在新能源电力系统的应用研究摘要：在我国进入21世纪快速发展的新时期，国内高速发展的经济使得各行业对能源的需求量激增，火力发电等传统发电方式为国家的可持续发展带来了较大压力，新能源电力系统的研究与应用成为电力行业发展的重要方式。为了实现对风能

10、、太阳能等新能源的高效应用，储能技术成为电力企业的重点研究技术内容，相关企业希望通过高效的储能转化技术为电力系统的可靠运行提供支持，推动新能源在电力系统中的可靠应用。关键词：储能技术;新能源;电力系统;应用;研究引言储品技术的应用能够存储风电系统发电电力，根据电力供应情况进行充放电，起到调峰效果，使电力系统更为稳定，并减少资源浪费。基于此，本文首先阐述了常见储能技术类别及其特点，指出风力发电系统中储能技术的具艘应用情况，在此基础上展望储能技术在风力发电系统中的未来应用前景，旨在深入探讨储能技术在风电系统中的应用价值，以供参考。1研究背景通过对新能源电力系统的基本构成和实践成果进行调查，总结出该

11、系统具备以下几个方面的关键特征：(1)高渗透性。我国新疆、甘肃等地区已经较好地实现了对新能源的集中应用，而在未来一段时期内，新能源电力系统也必将在我国部分地区获得集中式的发展。(2)基于侧向供应的多能源互补性。该特征的具体呈现可分为两个方面：通过运用恰当的技术手段，对太阳能、风能等清洁能源进行充分利用，可在很大程度上避免电力供应中出现的能量波动问题。在新能源电力系统中融入先进技术的应用，可实施对用户用电情况的实时化监测和信息获取，根据实际用电状态去调整电价的变动。(3)随机性和波动性。新能源电力系统在运行期间，受到新能源集成作用的影响，会产生不同程度的震荡效应，继而威胁到系统运行的安全性。2储

12、能技术在新能源电力系统的应用研究2.1 蓄电池储能技术蓄电池储能技术为传统化储能手段，经长期开发与探索，蓄电池储能出现多种类型，并在多领域中得到广泛应用。随着蓄电池储能的发展，电池存储容量逐渐提升，大幅度提高了蓄电池应用价值。(1)铅酸蓄电池。该类蓄电池存储容量已达20MW,远超蓄电池初期发展水平，因铅酸蓄电池可靠性高、制作成本低、环境要求低，故而在风力发电系统中较为常见。铅酸蓄电池在环保与资源再利用方面存在劣势，当铅酸蓄电池使用寿命结束后将不具备任何用途，且铅酸蓄电池在降解期间无法无公害化处理，若处理不当则会污染环境，与新时代生态环保理念相悖。(2)银氢电池。该类电池最早于2008年在北京用

13、于混合电动车，在实际应用期间发现,银氢电池能量转化情况与周围环境存在紧密关联，即受环境影响大。若在电流较小的情况下，放电时的能量密度至少为80kWhkg,但若电流较大，放电时的能量密度降至40kWhkgo（3）铿离子电池。该类电池同样受环境影响较大，且制作工艺复杂，故而在风力发电系统内不适用。（4）全锐液流电池。汞在电解液环境中将产生化学反应，在电极表面进行氧化还原，继而完成蓄电池的充放电。在帆液流电池实际应用期间，其高效率、低成本的特点逐渐被业界关注，现已取得一定成效。2.2 分布式储能系统放电模式控制策略在放电模式中，储能系统可以根据分时电价数据控制系统在电价高峰期、尖峰期进行无功补偿或放

14、电。在第一个电价的尖峰时刻中，储能系统需要尽最大能力满足负荷侧用电需求。在负荷侧功率超出储能系统额定功率的情况下，系统以额定功率输出，反之则以负荷侧功率输出。在第二个电价的尖峰时刻中，储能系统需要根据容量剩余情况尽可能满足负荷侧的用电需求，相关要求与第一次尖峰时刻相同，但在容量低至下限时需断开储能系统与电网的连接，负荷侧的功率需求转由电网满足。在电价的高峰时刻，负荷侧的电能需求由储能系统以及电网共同满足，双方各自满足50%的功率要求，在实际应用时，如果储能系统额定功率比50%的负荷测需求功率高，则系统以50%的负荷测需求功率输出，电网输出功率与储能系统一致;如果储能系统额定功率不满足负荷侧50

15、%的功率需求，则储能系统以额定功率输出，电网以负荷侧功率需求与储能系统额定功率的差值功率输出。在第二个电价高峰时刻，电网与储能系统分别承担负荷侧功率需求的70%与30%,后续若仍有电量剩余可参考第二个尖峰时刻的运行模式为负荷侧供电。2.3 储电网运行技术相较于一般储能电站的运行，储电网运行更加关注内部各储能电站的协同和作为整体对电力系统的支撑。对内来说，储电网需要协调其内部各储能电站的运行来响应系统需求。现有储能运行过程中，常针对系统某一信号（如频率、电压等），根据自身控制策略作出响应。然而，从系统角度来看，不同储能电站的响应行为可能会互相抵消，如充放电对冲，造成调节资源的浪费。因此，如何在满

16、足各储能电站自身的运行目标的同时，协调其各自的响应动作，发挥储电网的规模效应，提高整体利用效率，将是储电网运行的关键技术之一。对外来说，储电网需要合理分配其调节能力来参与不同类型系统服务。相比于现有社区共享储能、储能聚合商和云储能等储能发展形态，储电网具有体量更大、分布范围更广的特点，面向大电力系统提供服务的能力更强，能够更加深入地参与到系统范围的调峰、调频、备用、潮流调控等场景中。因此，如何协调储电网参与不同类型系统服务，实现其多场景融合运行，降低储能资源的闲置率，最大化地发挥其价值，将是储电网运行的关键技术之一。2.4 实时预测系统近年来，我国可再生能源的消耗量正在逐渐增加，为推动新能源发

17、电的可持续发展，维护电网的运行安全，必须做好新能源开发和调度方面的工作。在这方面，相关企业需要将重点放在新能源调度技术的优化上，尽快建立起先进的、完善的风电机组仿真模型，设置新能源并网发电及监测管理系统，实施对整个发电、送电流程的实时化监控，方便及时发现系统运行中的安全隐患。另外，要注重增强各区域电网之间的连通性，确保新能源的及时调度和利用，一方面降低新能源电力系统的运营成本,减少企业的经济损失，另一方面提高电网的调节控制能力，使绿色能源得到合理的运用。同时由于新能源电力系统的运行数据较为复杂，为增加系统运行的协调性，还应加强云计算技术的科学使用，从而全方位地预测和分析电力系统的运行状况，让新

18、能源输电安全有保障，为广大用户提供更优质的供电服务。2.5 双电池储能现阶段主要有两种缓解风电功率波动的方式，即借助储能装置与功率平滑方式，其中功率平滑方式不必使用储能装置，但无法确保风能采集应用效果，而运用储能装置搭建储能系统，能够良好采集风力发电量，通过电能存储，为电网输送稳定电能。电池储能效果优异，故而在风力发电系统中得到广泛应用。近年来,电池储能技术发展迅速，为延长电池储能装置使用寿命而提出双时间尺度协调控制的方式，用于控制风电功率波动，确保电池储能装置能够在风电系统中发挥良好作用。此外，为缩减系统运行成本而出现了大型电池储能装置，由多个电池组成，通过双层控制方式调节风电功率波动，并配

19、置不同电池储能单元的功率，在此基础上，逐渐出现了双电池储能技术，由两个电池装置构成，分别用于充电与放电，当实际风电功率高于电网调度功率时，充电电池将始终保持充电状态，当实际风电功率低于电网调度功率时，充电电池将停止工作，而放电电池进入工作状态，两个不同功能的电池充放电状态根据实际风电功率而切换，因状态切换由两个电池单独进行，可避免单个电池装置进行状态切换的弊端，相较于单个电池装置，能够有效延长电池储能装置使用寿命，并优化调度功率，使不稳定性风电能够持续化送入电网。2.6 物理储能物理储能包括压缩空气、飞轮以及抽水储能几种类型，能够以物理能的形式存储电能，在实际应用时，电力企业通常可以结合发电类

20、型、环境现状等合理选择储能方式，实现对能源的高效应用。抽水储能虽然储能容量较高，但是该技术容易受环境限制，在环境位置不合适的情况下往往会消耗更多的应用成本，该技术在风力资源丰富的西北地区缺少应用的环境基础;飞轮储能主要是将电能存储为机械能，虽然具有较高的功率密度，但是缺少足够的能源存储量，在磁悬浮、材料相关技术的限制下，该技术难以实现大规模应用;压缩空气储能与抽水储能类似，对环境要求高，通常需要在密封良好的空间内使用，其建设快且造价低，但是在储能效率方面存在欠缺。2.7 以抽水蓄能为主体构建电力系统储电网结合我国储能发展现状和前述抽水蓄能的发展优势，本文提出以抽水蓄能为主体，电化学储能等新型储

21、能辅助的方式建立电力系统储电网，特指各大中小型储能电站，以及连接它们的输配电线路。储电网的核心在于有功功率的全网统一性，即有功功率是作用于电力系统整体功率平衡，储能并不局限于解决某一节点的问题，而是具有系统全局性的价值。储电网运行过程中，作为一个整体应对新能源消纳等电力系统面临的问题;组成储电网的各储能电站，由调度部门从系统全局的角度协调其各自的运行，或者通过各中小型储能电站自组织协同的方式，实现储电网的整体性能最优。储电网作为一个整体运行时：(1)可以有效避免不同储能电站各自为政可能引发的充放电对冲，减少资源浪费，从而减少电力系统整体储能需求，延缓投资压力；(2)可以减少储能资源的闲置，实现

22、储能在电力系统不同场景下的综合价值。以抽水蓄能为主体构建电力系统储电网，将从以下三个方面支撑储能自身的发展和未来电力系统的安全高效运行：（1）可以充分利用我国地形特点，在东南地区配置更多技术更为成熟、成本相对较低的抽水蓄能，在起到对电力系统同样支撑作用的同时，减少电源侧电化学储能等新型储能的配置需求，实现资源的合理配置。（2）通过建立储电网，将区域内各大型储能电站的运行纳入电力系统调度体系中，通过调度部门的统一调控，实现储电网与输电网、配电网及电源侧和负荷侧的协同运行，中小型储能电站可以通过自组织协同调控，充分发挥储电网在电力系统各应用场景下的综合价值。（3）储电网主体与未来“外电内送”新格局

23、下的负荷中心高度重合，既能够提高电力供应可靠性，又能够极大增强电力系统灵活调节能力，有助于提高负荷中心消纳能力，支撑未来新格局电力系统的安全、高效、低碳运行。结语综上所述，储能技术主要包括物理储能、电化学储能以及电磁储能技术应用方式，新能源电力系统需要根据系统运行环境、技术条件、并网运行需求的多方面的因素合理选择储能技术。在太阳能、风能等电力系统中，电力企业需要充分考虑能源的不稳定特点，利用储能技术规避并网时的电网波动问题。在并网运行时，电力企业需要建立智能化的储能控制系统，结合负荷需求、分时电价、蓄电池功率、蓄电池容量等合理控制蓄电池组的充放电过程，满足电网运行需求。参考文献Ul牛婿.储能技术在风力发电行业中的系统调峰作用JL煤炭加工与综合利用，2020（04）：80-82.2苏坤林.储能技术在大规模新能源并网中的运用研究D.莘北电力大学（北京），2019引范淼.风电和储能联合运行的多维效应分析模型研究ID.华北电力大学（北京），2019.4高修蜴.风力发电存在的问题与发展策略J.集成电路应用，2019,36（01）：78-79.