智能電網建設儲能技術研究

導語：智能電網建設儲能技術研究一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：隨著科學技術的發展，電力系統中的高技術含量也越來越高，在確保電力系統高效安全穩定運行的基礎上，推動了電網的智能化發展。智能電網屬于融合了電力電子技術、儲能技術、傳感測量技術等多個先進技術的復合系統，尤其是儲能技術的應用，有助于進一步提高電網系統的穩定性和靈活性。本文將簡單闡述常見的儲能技術，并對其在智能電網建設中的應用進行深入分析。

關鍵詞：智能電網；儲能技術；應用前景

隨著社會經濟的發展，能源緊缺、環境污染等問題日益突出，新能源逐漸成為各國研究的重點，也是推動人類社會實現可持續發展的關鍵。但是新能源在與傳統電網并網過程中，會對電網系統造成較大的沖擊，不利于電力系統的安全性和穩定性。儲能技術作為智能電網中重要的負荷波動補償手段，有效地解決了上述問題。

1儲能技術在智能電網建設中的作用

1．1提高電網系統的安全性。當前，我國的電網系統已經覆蓋了全國各地，給人們提供了生活和工作所需的電力資源。但是由于電源距離負荷中心較遠，導致我國的智能電網系統普遍存在輸電跨度較大的問題，一定程度上不利于電力系統的安全性和穩定性。通過儲能技術的應用，可以在電網系統中構建多個儲能支撐裝置，為電網電壓、頻率等參數的調整提供支持，降低電力系統受到外界干擾所引發的震蕩，有助于提高整個電力供應的安全性和穩定性。1．2有助于優化電網資源配置。近年來，雖然我國的電網覆蓋取得了豐碩的成果，滿足了不同地區居民的用電需求，但是在個別區域，仍存在較為嚴重的電力資源供需問題。如負荷較大的京津唐區域、長三角區域等，在用電高峰階段都存在較為明顯的供需不平衡情況。儲能技術的應用，可以優化電網的資源配置，提高電能的綜合利用效率，有助于解決當前區域電力供應供需不平衡的問題。1．3提高供電質置。在電力供應過程中，不可避免地會因為一些意外事故導致電力供應中斷，影響終端用戶的用電體驗。尤其是醫院、消防、銀行等特殊用電客戶，一旦電力中斷，可能造成較為惡劣的社會影響。通過儲能技術在智能電網中的應用，可以通過UPS為醫院、消防、銀行等特殊用電場所提供備用電源，即便是電力供應中斷，也可以通過啟用備用電源來減少斷電所造成的損害。此外，在儲能系統當中，引入電力電子技術，可以實現對電力系統0有功功率靈活調節，完成無功補償，降低外部擾動對電力供應性的影響，提髙整個電力系統的供電質量。1．4實現電網峰谷負荷的自我調節。對于電力系統而言，白天與夜間的電網負荷存在較大差異，最高負荷峰谷差可以達到發電量的30％以上，而且呈現出較為明顯的上升趨勢，如果不能對電力實現較好的調度，一方面部分城市會在用電髙峰時段，出現拉閘限電的現象，另外一方面在用電低谷時段，多余的電能產生了不必要的浪費。利用儲能技術在電網當中建立一些儲能型電站，可以將負荷低谷期間產生的電能進行儲存，用于負荷高峰時段補充電網，很好地實現了電網峰谷負荷的自我調節。1．S推動新能源發電的發展近年來，新能源發電由于其具有可再生性、清潔型等特點，得到了廣泛的應用，逐漸成為我國未來能源發展的主要方向之一。但是隨著風電、光電等可再生能源的發電量不斷增大，占電網總容量的比例越來越高，在并網過程中對傳統局域電網的沖擊也越來越大，嚴重影響電力供應的穩定性。因此，必須深人研究與可再生能源發電相匹配的高效儲能系統，為可再生能源的大規模推廣和應用提供先決條件。

2智能電網建設中常見的儲能技術

2．1抽水儲能。當前，在智能電網中，技術最成熟和應用最廣泛的儲能方式就是抽水儲能電站。它利用了其上下游的兩個水庫，在電力負荷處于低谷時，充分利用電網中的多余電能將下游的水庫抽到上游水庫中，實現了電能和重力勢能的轉換存儲。而到了電力負荷處理髙峰時段，利用上游水庫中水的重力勢能，實現了發電，對電網進行了供電補充。該種儲能技術具有發電庫容大、使用壽命長，綜合效率利用高等優點，但因為對建站的選址要求較高，且建設周期較長，不利于進行大規模的推廣和應用。2．2壓縮空氣儲能電站。壓縮空氣儲能電站的工作原理如圖1所示，在用電負荷低谷時段，利用電力系統中的多余電力進行壓縮空氣作業，將空氣密封在高壓設施中；當用電負荷高峰時段，利用空氣釋放出來的巨大的能力推動燃氣輪機進行發電，實現對電力系統的供電補充。相比較抽水蓄能電站，壓縮空氣儲能電站的整體成本較低，且運行安全性較高，能夠滿足冷啟動、黑啟動等要求，常被用于峰谷電能回收調節、平衡符合、發電系統備用等多種用途。2．3飛輪儲能。飛輪儲能系統主要是由電機、軸承支撐系統、高速飛輪以及真空泵等設備組成，在需要進行電能儲備時，可以利用飛輪儲能系統的電機將電能轉化成飛輪的動力勢能，而需要進行放電時，利用飛輪的高速旋轉，帶動電機進行發電，來為外部用電荷載提供電能。飛輪儲能裝置本身的效率可以超過壓縮機燃氣輪機90％，且使用壽命可超過20年，具有無污染、維護簡單以及可連續性工作等優點。缺點是整個系統的費用較高且能量密度較低，需要進一步地深人研究。2．4蓄電池儲能。作為一項最為成熟可靠的儲能技術，現階段蓄電池儲能技術被廣泛應用于各種領域，例如手機、筆記本電腦、汽車等都應用了蓄電池儲能技術。當前傳統的鉛酸電池由于其使用壽命較短，且會產生較為嚴重的重金屬污染問題，逐漸被社會淘汰；氧化還原液流電池具有容量大、能量轉換效率髙、維護費用低等優點，逐漸成為電網實現大規模并網電能儲存和調節的首選；鋰電子電池的綜合循環效率最高，且本身的重量較輕，在電子產品和電動汽車上的應用日漸廣泛。2．S趄導磁儲備。利用超導體將電磁體進行能量存儲，并在需要時再將電磁能轉變成電能供給負載。該技術的綜合效率可以超過95％，且能夠達到ms級別的響應速度，在電力系統中可以實現電壓穩定、負荷均衡、改善電能質量等作用。2．6超級電容器儲能。由多孔電極、隔膜以及電解質組成的超級電容器，利用了電化學原理，實現了法拉級別的電容存儲。部分超級電容器的電容量可以超過1000F，工作電壓最髙可以達到400V。其主要優點是相比較傳統的蓄電池，可以實現循環充放電十萬次以上，使用壽命更長，脈沖功率更高，同時超級電容器還能在滿足－40丈到60丈的溫度使用，在電動汽車、軌道交通系統等領域得到了廣泛的應用。

3基于智能電網建設的儲能技術應用分析

某市通過對其2011年1月份的電網交易情況進行分析發現，其中購入本地電廠電量約為26．36億千瓦時，購入堤防電廠電量約為1．56億千瓦時，分別占到總電網交易量的47．9％和2．8％，剩余的接近50％的電力需要從華北網進行購置，可見本地的電能供應呈現出需大于供的局面。為了改善這一局面，結合本市的實際情況，在未來的規劃過程中，本市將大力發展可再生能源，通過光伏發電、風力發電以及垃圾沼氣發電等多種形式，來解決電力供應問題。預計未來各種可再生能源可占到本市的總用電量的25％以上。為了降低可再生能源的并網給本市傳統電網的穩定性所造成的影響，本市在智能電網建設過中，加大了儲能技術的研究和應用。

3．1電網穩定控制。當前，本市的電網儲能容量相對較小，難以滿足系統動態支撐的要求，城區內經常出現停電問題。為了提高電網的穩定性，本市引人了以液氮溫區運行超導磁儲能系統，并在電網中設置了飛輪儲能裝置，以減少擾動對整個智能電網的沖擊，確保電力供應的穩定性。3．2削峰填谷。為了解決用戶端的高峰用電需求，必須在本市范圍內建設較大容量的儲能系統，以滿足負荷調節、優化電源結構，實現大規模的電網調峰的需要。結合本市的實際情況，水力資源較為豐富，且具備滿足抽水蓄能電站建設的要求。因此，在本市區建設了抽水蓄能混合式電站和壓縮空氣儲能電站。3．3為可再生能源的并網提供基礎條件。由于可再生能源本身的間歇性特點，在并網過程中，會對智能電網的穩定性造成巨大的影響，導致大規模停電事故的發生。因此，本市在各級可再生能源發電站應用了儲能技術，通過儲能系統的作用，將可再生能源間歇性變化的輸出功率轉換為相對穩定的輸出，解決了并網所造成的不利影響。

4結束語

總之，隨著人類社會的發展，對電力資源的需求也越來越高。文章通過對儲能技術的深人分析，詳細地介紹了其在智能電網建設中的作用，提髙了電網的供電質量，解決了可再生能源的并網穩定性問題。因此，在儲能技術研究過程中需從適應性、經濟性、環保等多個角度考慮，確保電網安全穩定運行，推動電力行業的可持續發展。

參考文獻

［1］杜帥字，章毅，張展．基于智能電網建設中的儲能技術應用研究［J］．科學與財富，2013（10）：325－326．

［2］王承民，孫偉卿，衣濤，等．智能電網中儲能技術應用規劃及其效益評估方法綜述［J］？中國電機工程學報，2013，33（7）：33－41．

［3］吳冰瑩．基于液流電池的微網經濟運行問題研究［D］＿華中科技大學，2012．

［4］嚴瑩？電力工程技術在智能電網建設中的應用研究［J］？電工技術，2016（10）：107－108．

［5］陶宇航，朱輝，何巖巖．一種新型飛輪儲能技術在移動供電保障作業場景下的應用［J］？電氣技術與經濟，2018（03）：31－34＋61

作者:顧海軍 單位:國網湖南省電力有限公司湘西供電分公司