分析電力系統(tǒng)中的儲(chǔ)能技術(shù)

張慧，喬紅杰，王曉東

（1.內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)，內(nèi)蒙古呼和浩特，010200；2.內(nèi)蒙古科技大學(xué)，內(nèi)蒙古包頭，014010；3.呼和浩特供電局托克托分局新?tīng)I(yíng)子供電所，內(nèi)蒙古呼和浩特，010206）

1 電力系統(tǒng)中的儲(chǔ)能技術(shù)的具體應(yīng)用

1.1 電池儲(chǔ)能技術(shù)

第一，在電力系統(tǒng)發(fā)電階段的利用。在電力系統(tǒng)中合理應(yīng)用電場(chǎng)儲(chǔ)能技術(shù)，可以確保電網(wǎng)運(yùn)行的安全性與穩(wěn)定性，還能切實(shí)提升電網(wǎng)運(yùn)行效率。在應(yīng)用電池儲(chǔ)能技術(shù)時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量需依據(jù)電力系統(tǒng)目前運(yùn)行模式進(jìn)行估算，當(dāng)前我國(guó)部分電池儲(chǔ)能工程中，穩(wěn)定儲(chǔ)能系統(tǒng)的總體容量為普通風(fēng)電的百分之六十五左右，而平滑風(fēng)電功率儲(chǔ)能的容量則是普通風(fēng)電的百分之二十五左右，通過(guò)該信息對(duì)比很容易看出，風(fēng)力發(fā)電的儲(chǔ)能容量超出了數(shù)十兆千瓦，且電能儲(chǔ)存的時(shí)間會(huì)比較長(zhǎng)【1】。另外，還能應(yīng)用三十五千伏的線路把電池儲(chǔ)能系統(tǒng)直接納入電網(wǎng)中，主要連接方式如圖1所示。

圖1 電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的接入方式

第二，在電力系統(tǒng)輸電階段的利用。在輸電過(guò)程中合理利用電池儲(chǔ)能技術(shù)，可以切實(shí)減少維修費(fèi)用與管理費(fèi)用。能夠把電池儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)作是電力系統(tǒng)中調(diào)頻電站利用，這樣會(huì)使容量存儲(chǔ)時(shí)間變長(zhǎng)，進(jìn)而提升電力系統(tǒng)的輸電效率。

第三，在電力系統(tǒng)中變電階段的利用。在變電階段，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)作方式主要以削峰填谷為主，它的容量相對(duì)較大，最低功率能夠達(dá)到MW 級(jí)別，存儲(chǔ)電能需要花費(fèi)六小時(shí)左右，儲(chǔ)能設(shè)備能夠從十千伏母線接入，支持電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行【2】。

1.2 飛輪儲(chǔ)能技術(shù)

圖2 飛輪儲(chǔ)能技術(shù)系統(tǒng)原理

能夠把飛輪儲(chǔ)能同風(fēng)力發(fā)電有機(jī)結(jié)合，由此能夠大幅度提升風(fēng)能利用率，并且發(fā)電成本也會(huì)逐漸下降，為電力企業(yè)創(chuàng)造巨大經(jīng)濟(jì)效益，諸多發(fā)達(dá)國(guó)家的電網(wǎng)所利用的皆是風(fēng)輪儲(chǔ)能，比如日本、美國(guó)等。在電力系統(tǒng)內(nèi)，諸多電能運(yùn)輸問(wèn)題與故障等，皆有暫態(tài)穩(wěn)定性特點(diǎn)，基于此會(huì)使電能儲(chǔ)能系統(tǒng)受到巨大影響，其原理如圖2。一般情況下，在電力系統(tǒng)內(nèi)飛輪儲(chǔ)能技術(shù)的利用，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)電力系統(tǒng)運(yùn)行故障有效處理，為電力系統(tǒng)穩(wěn)定且安全的運(yùn)行提供有利保證。此種儲(chǔ)能技術(shù)較為顯著的優(yōu)勢(shì)便是密度小、容量大等?；诖?，在同等容量條件下，利用飛輪儲(chǔ)能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)良好的調(diào)節(jié)效果【3】。

1.3 抽水儲(chǔ)能技術(shù)

在電力系統(tǒng)中合理利用抽水儲(chǔ)能技術(shù)，除了能夠大幅度提升供電效果意外，還能切實(shí)降低自然資源，對(duì)資源節(jié)約具有積極作用，滿足我國(guó)可持續(xù)發(fā)展的具體要求。抽水儲(chǔ)能技術(shù)指的是電力負(fù)荷在低谷期，從下游水庫(kù)把水抽到上游水庫(kù)內(nèi)，且把電能轉(zhuǎn)變成電力勢(shì)能儲(chǔ)存起來(lái)，當(dāng)電網(wǎng)負(fù)荷處在一個(gè)高峰時(shí)，需將此部分存儲(chǔ)的電能完全釋放出，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)緩解高峰用電的目標(biāo)。一般狀況下，抽水儲(chǔ)能技術(shù)釋放時(shí)間最長(zhǎng)幾天最短幾小時(shí)，其整體效率能夠高達(dá)百分之八十五，主要利用在電網(wǎng)的調(diào)峰填谷，抽水儲(chǔ)能技術(shù)顯著特點(diǎn)為不會(huì)使能源遭到污染，另外也不會(huì)影響生態(tài)環(huán)境。在電力系統(tǒng)中合理利用抽水儲(chǔ)能技術(shù)，需在基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的前提下，對(duì)儲(chǔ)水部分進(jìn)行合理設(shè)計(jì)，另外還需保證抽水力度同具體要求相符，具體能夠依據(jù)發(fā)電站的實(shí)際規(guī)模展開(kāi)計(jì)算。隨著容量的不斷增多，存儲(chǔ)的能力也會(huì)越來(lái)越多，為了保證電力供應(yīng)目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，需輸水系統(tǒng)參與其中?；诖?，儲(chǔ)能部分同輸水管道間的銜接需要緊密，并盡量減小管道傾斜角，由此能夠讓水流實(shí)現(xiàn)較大的沖擊力，經(jīng)過(guò)一次抽水以后，能夠持續(xù)釋放能量，進(jìn)而有效確保發(fā)電的持續(xù)性【4】。

1.4 壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)

壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)指的是依托壓縮空氣有效利用剩余能源，它可以讓發(fā)電運(yùn)行得到切實(shí)保障。當(dāng)燃燒系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)入了高壓空氣，會(huì)使燃燒效率得到有效提升，另外還能切實(shí)減少我國(guó)能源耗費(fèi)量。因壓縮空氣對(duì)儲(chǔ)能儀器的穩(wěn)定性與安全性有極高要求。為此，在實(shí)際利用中，一定要在運(yùn)用錢(qián)，對(duì)儲(chǔ)能儀器展開(kāi)充分檢測(cè)，待確認(rèn)無(wú)問(wèn)題以后，把荷載頻率調(diào)到高效發(fā)電范圍，進(jìn)而保證燃燒過(guò)程中，壓縮空氣能夠得到有效運(yùn)用。對(duì)于我國(guó)電力企業(yè)發(fā)展來(lái)講，壓縮空氣儲(chǔ)能技術(shù)十分重要，其不但能夠保證電力企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，還能切實(shí)提高其核心競(jìng)爭(zhēng)力，保證其在繁雜的經(jīng)濟(jì)市場(chǎng)中站穩(wěn)腳跟。