不同電壓等級配電網(wǎng)中電力儲能技術(shù)的運用分析

張國雄

（廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司茂名茂港供電局，廣東 茂名525000）

1 儲能技術(shù)現(xiàn)狀

在現(xiàn)代社會發(fā)展過程中，根據(jù)我們國家對用電所需以及社會經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對于電網(wǎng)中的電力儲能技術(shù)存在不同的含義和見解?，F(xiàn)階段，單一的電廠發(fā)電已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足人們?nèi)找尕S富的各類生活用電需求，因此新型能源的研發(fā)使用對于社會的發(fā)展具有不可替代的巨大作用，例如風(fēng)能、水能、潮汐能等都在不斷的更新完善，但是目前應(yīng)用最多的依舊是電網(wǎng)發(fā)電。將儲能技術(shù)應(yīng)用到電網(wǎng)發(fā)電中，可以明顯改善電網(wǎng)的供電效率以及用電的可靠性，不僅為社會發(fā)展提供了強(qiáng)有力的用電保障，同時也為國家的財政收入增添了收益。根據(jù)電網(wǎng)中電力儲能技術(shù)的實際應(yīng)用分析，可以得出其主要優(yōu)勢是要嚴(yán)格滿足應(yīng)用電源以及負(fù)載的使用功率準(zhǔn)確平衡，因此這樣的使用要求也為電網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、設(shè)計、運行平穩(wěn)性以及其他輔助系統(tǒng)的使用提出了巨大的難題，只有不斷攻克這些挑戰(zhàn)，才能夠有效地解決用電的傳統(tǒng)問題［1］。通過不斷的嘗試及調(diào)整，現(xiàn)階段的主要實施方案是借助高容量和更快速的儲能設(shè)施來解決存儲問題，同時也可以顯著完善電網(wǎng)的運行速率及穩(wěn)定性。經(jīng)過改造后的電網(wǎng)系統(tǒng)可以明顯抑制新能源產(chǎn)生的波動反應(yīng)，從而提高電網(wǎng)的使用覆蓋面積，電力設(shè)施的使用率也得到大大改善，保障了電廠發(fā)電的用電質(zhì)量以及操作的平穩(wěn)性，滿足社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展的使用要求。

2 儲能技術(shù)概述

電網(wǎng)中電力儲能的質(zhì)量以及運輸平穩(wěn)性、用電可靠性是目前儲能技術(shù)在電網(wǎng)系統(tǒng)中應(yīng)用的最根本原則，只有保障用電安全和滿足利用率高，才能不斷的對其進(jìn)行改善，這也是將來電網(wǎng)發(fā)展的首要基礎(chǔ)。隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，人們對生活質(zhì)量的要求也在不斷提高，滿足人們的保障用電成為了電網(wǎng)系統(tǒng)的重要要求之一。新能源發(fā)電以及發(fā)電儲能技術(shù)的不斷改進(jìn)也在悄無聲息的發(fā)生變化。這些電網(wǎng)的改革都是為了與現(xiàn)代社會的發(fā)展腳步相匹配，但是新事物的產(chǎn)生必定伴隨著問題矛盾的出現(xiàn)，因此在電力系統(tǒng)中也存在一定的攻關(guān)難題，下面對部分儲能技術(shù)進(jìn)行簡單介紹。

2.1 抽水蓄能

抽水蓄能是電力系統(tǒng)內(nèi)使用較普遍的一類電力儲能技術(shù)，其在使用過程中務(wù)必要與上、下水庫相配合使用。抽水蓄能的使用原理主要是當(dāng)所用電能的負(fù)荷在低谷時期，這時抽水蓄能的設(shè)備工作就需要在電機(jī)條件下，將水庫下游的水抽至上游的水庫進(jìn)行保存，然后在一定條件下進(jìn)行儲備使用；如果所用電能的負(fù)荷在波峰時期，這時抽水蓄能的設(shè)備就需要工作在發(fā)電的條件下，因此就可以借助儲存在上游的水進(jìn)行儲能發(fā)電。抽水蓄能的發(fā)展可以將其應(yīng)用在電量管理、電力系統(tǒng)的控制以及負(fù)荷的穩(wěn)定運行［2］?，F(xiàn)階段，全球大概有90 GW的抽水蓄能發(fā)電機(jī)設(shè)備在使用運行，因此抽水蓄能的作用對于世界發(fā)展尤為重要，但是對于抽水蓄能電站的控制使用是因為電站對周邊的地理環(huán)境以及建設(shè)工程有較為嚴(yán)格的要求，且投資成本較高建設(shè)難度大，因此并不能得到大范圍的應(yīng)用。

2.2 飛輪儲能

飛輪儲能技術(shù)也是目前使用較為廣泛的一類儲能系統(tǒng)。根據(jù)其應(yīng)用特點可以發(fā)現(xiàn)，大部分飛輪系統(tǒng)基本是通過圓形旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊和磁懸浮軸承支撐的機(jī)構(gòu)組成的，可以滿足在使用過程中減少磨損消耗以及改善電網(wǎng)系統(tǒng)的長久使用特點。一般飛輪儲能系統(tǒng)的應(yīng)用環(huán)境較為嚴(yán)格，為了確保飛輪儲能的使用率都是將其放置在真空環(huán)境下工作，而不是在常規(guī)環(huán)境下操作，從而防止外界因素的干擾，保障系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，避免出現(xiàn)誤差影響。與其他機(jī)械類裝置相同，將飛輪系統(tǒng)同電機(jī)完成連接，進(jìn)而實現(xiàn)對飛輪轉(zhuǎn)速的調(diào)整。其應(yīng)用的主要特點是系統(tǒng)使用過程中基本不存在維修服務(wù)，此類設(shè)施服務(wù)時間長，發(fā)生損壞的幾率較小，通常條件下幾乎不會出現(xiàn)故障，而且飛輪儲能系統(tǒng)在運行過程中也不會對周圍環(huán)境條件造成破壞，同時也可以將飛輪儲能系統(tǒng)與其他的電力系統(tǒng)相混合使用。

2.3 電池儲能

電池儲能也是電網(wǎng)中剛剛興起的一種儲能技術(shù)。但是，由于電池儲能造價較為昂貴，且一般的儲能設(shè)施并不能滿足用電的使用要求，相對于其他的儲能技術(shù)，電池這方面的工程技術(shù)并不是十分完善，而且電池儲能的應(yīng)用領(lǐng)域目前沒有全面實施，如何進(jìn)行儲能的推廣使用也是目前較為棘手的問題之一，因此電池儲能技術(shù)應(yīng)用的范圍仍未確定［3］。根據(jù)電池儲能的研發(fā)階段來看，主要是以電池儲能的試用為主，不斷的改善電池儲能的應(yīng)用技術(shù)，完善其核心的儲能系統(tǒng)，積極進(jìn)行電池儲能的推廣應(yīng)用，是目前電池儲能的發(fā)展方向之一。通過大量的應(yīng)用試驗，積攢電池儲能技術(shù)應(yīng)用的經(jīng)驗，通過改變相關(guān)技術(shù)或設(shè)備來降低使用成本，大大提高發(fā)電量，或者與其他儲能技術(shù)相結(jié)合來提高儲能效率，研發(fā)和制定相關(guān)使用標(biāo)準(zhǔn)等，這些都是電池儲能需要不斷完善的技術(shù)方面，相信在不久的將來電池儲能技術(shù)會成功應(yīng)用到人們的現(xiàn)實生活中，為其他儲能技術(shù)的應(yīng)用發(fā)展提供具有參考性價值的意義。

3 儲能技術(shù)的應(yīng)用特點

（1）儲能設(shè)備具有功率補(bǔ)償?shù)淖饔茫ㄟ^快速的補(bǔ)償作用來不斷提高用電的效率。在過去的發(fā)展中，電網(wǎng)的儲能技術(shù)并不是十分完善，雖然在較長的運行過程中發(fā)生斷電的情形較少，但是偶爾性間斷的事故頻發(fā)，因此對一些大型用電企業(yè)及居民的生活造成影響，電力部門收到的相關(guān)投訴也呈上升趨勢。超導(dǎo)系統(tǒng)改善后，因為其反應(yīng)迅速以及供電量大等特點，使得電力系統(tǒng)易出現(xiàn)的問題得到了明顯的改善，大大提高了供電質(zhì)量和效率。

（2）儲能技術(shù)可以有效改善電網(wǎng)系統(tǒng)的低頻振蕩。由于在長期的電網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展過程中，社會經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展使得人們生活質(zhì)量不斷提高，互聯(lián)網(wǎng)以及電腦、電子設(shè)備的不斷更新使用，大量的用電消耗造成電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)部很容易出現(xiàn)低頻振蕩，而且針對不同的地域，振蕩的次數(shù)和效果也都存在一定的差異。通過分析發(fā)現(xiàn)，這些振蕩的反應(yīng)主要是由于電機(jī)中的轉(zhuǎn)子在工作過程中受到載荷的改變形成的晃動，阻尼的影響十分重要。但是，在電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)導(dǎo)入所需的儲能設(shè)備之后，之前在轉(zhuǎn)子處受到的波動影響也會降低，形成穩(wěn)定的系統(tǒng)，因此可以通過電網(wǎng)進(jìn)行有效的良性供電，使得電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)的設(shè)施設(shè)備能夠穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。

（3）可以有效減少投資，提高電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定性。如果在電網(wǎng)運行過程中，有線路出現(xiàn)超負(fù)荷，此時應(yīng)該急需對電網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行重建、擴(kuò)建增添變電站或者給輔助升級才能夠減少這樣的用電故障出現(xiàn)，特別是在一些大中型城市的市區(qū)，道路擁擠且可利用的規(guī)劃土地較少，不僅是擴(kuò)建需要的地塊問題解決難度較大，而且投資建設(shè)所需的成本較高，操作過程復(fù)雜，實際的使用價值較低。通過引進(jìn)儲能技術(shù)后，可以有效減少企業(yè)投資成本，同時也可以穩(wěn)定電網(wǎng)系統(tǒng)的正常運行，不需要建設(shè)或者擴(kuò)建其他的輔助機(jī)構(gòu)，為企業(yè)及社會的穩(wěn)定發(fā)展提供強(qiáng)有力的保障。

4 結(jié)束語

電網(wǎng)中儲能技術(shù)的應(yīng)用，可以更好地完善電網(wǎng)系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性以及供電質(zhì)量的提高。單一的電力儲能無法保障社會的發(fā)展所需，因此新型能源的研發(fā)對于人們的生活具有十分重要的意義。不同類型的儲能方式是電力發(fā)展的重要基礎(chǔ)，根據(jù)儲能技術(shù)的優(yōu)勢與特色，結(jié)合自身實際需要應(yīng)用不同的儲能技術(shù)。隨著社會的不斷發(fā)展，電網(wǎng)中的儲能技術(shù)肯定會實現(xiàn)高效率、低成本、覆蓋面廣、使用率高、穩(wěn)定性好以及技術(shù)成熟的發(fā)展目標(biāo)。