在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲能技術(shù)

王廣順

（中廣核太陽能德令哈有限公司，青海 德令哈817000）

1 引言

我國社會的發(fā)展進步和國民經(jīng)濟的增長都離不開能源的支持，尤其是在能源較為緊缺的當(dāng)今時代，發(fā)展可再生能源也逐漸成為我國能源發(fā)展的方向和目標(biāo)。各種新能源項目的持續(xù)增加，在一定程度上也對我國電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來了很大的挑戰(zhàn)。在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下發(fā)展電力儲能技術(shù)已經(jīng)成為保證電網(wǎng)安全穩(wěn)定運行的重要戰(zhàn)略措施?；诖?，下文就能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀、電力儲能技術(shù)的主要內(nèi)容和能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲能技術(shù)進行了簡單分析。

2 能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展現(xiàn)狀

目前，能源互聯(lián)網(wǎng)是世界各國科研機構(gòu)研究的熱點，因此，能源互聯(lián)網(wǎng)也被譽為“第三次工業(yè)革命”的核心。國外一些發(fā)達國家（如美國、歐盟等）致力于發(fā)展能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。雖然各國對能源互聯(lián)網(wǎng)的認知水平和發(fā)展角度有所不同，但發(fā)展的核心是實現(xiàn)能源技術(shù)與互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的有效融合。分散傳統(tǒng)能源系統(tǒng)在應(yīng)用過程中的集中度，改變單一且只能由生產(chǎn)者控制的現(xiàn)狀，建立與消費者互動的能源系統(tǒng)，增加可再生能源在能源系統(tǒng)中的比重，最終實現(xiàn)多能源的有效互聯(lián)和高效利用。

近年來，隨著我國智能電網(wǎng)的發(fā)展和進步，信息技術(shù)在智能電網(wǎng)中的應(yīng)用也越來越廣泛。2016年，在中國能源互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展過程中，國家發(fā)展改革委、能源局正式發(fā)布了《能源技術(shù)革命創(chuàng)新行動計劃（2016—2030年）》，為中國能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展指明了方向和作出了規(guī)劃。目前，我國許多知名高校都參與了國家能源互聯(lián)網(wǎng)體系標(biāo)準(zhǔn)的制定，致力于能源互聯(lián)網(wǎng)的概念、形式、發(fā)展模式和道路技術(shù)框架等方面的研究，在很大程度上也促進了我國能源互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和進步[1]。

3 電力儲能技術(shù)的主要內(nèi)容

電力儲能技術(shù)在不斷地發(fā)展完善過程中，主要包含了儲熱技術(shù)、電動汽車、電化學(xué)儲能等，具體解釋如下。

3.1 儲熱技術(shù)

儲能技術(shù)主要包含顯熱儲能技術(shù)、潛熱儲能技術(shù)、化學(xué)儲能技術(shù)等。其中，顯熱儲能技術(shù)的技術(shù)原理是利用介質(zhì)溫度的持續(xù)上升來實現(xiàn)熱儲存的目的。潛熱儲能技術(shù)從本質(zhì)上來講是相變儲能，在實際應(yīng)用的過程中，是通過材料的相變來吸收或者是釋放能量，最終形成“固—液”相變過程。潛熱儲能技術(shù)與顯熱儲能技術(shù)相比較，溫度變化較為穩(wěn)定，能源的密度也較大?；瘜W(xué)儲能技術(shù)的應(yīng)用原理是利用相應(yīng)的化學(xué)反應(yīng)來實現(xiàn)熱能的儲存，在實際應(yīng)用的過程中，與顯熱儲能技術(shù)以及潛熱儲能技術(shù)相比較，能量的密度是最高的，幾乎是顯熱儲能技術(shù)和潛熱儲能技術(shù)的10 倍，但是化學(xué)儲能技術(shù)在應(yīng)用過程中也具有一定的缺陷，在儲熱材料的選擇上較為困難。

儲熱技術(shù)的應(yīng)用價值很高，具體表現(xiàn)為以下幾點：第一，在太陽能發(fā)電方面的應(yīng)用，技術(shù)人員通過應(yīng)用儲熱技術(shù)，可以緩解或者是解決太陽能發(fā)電過程中的間歇性問題，保證太陽能發(fā)電的穩(wěn)定性；第二，在新能源發(fā)電方面的應(yīng)用，技術(shù)人員應(yīng)用儲熱技術(shù)可以彌補新能源發(fā)電過程中的不足，例如，解決消納問題、提高熱電機組的靈活性和調(diào)峰能力。

3.2 電動汽車

電動汽車也是電力儲能技術(shù)的主要內(nèi)容之一，其按照動力的來源可以分成FCEV 和BEV 兩種類型。其中，F(xiàn)CEV 指的是將氫能和交通運輸網(wǎng)結(jié)合起來，而BEV 指的則是電網(wǎng)和交通運輸網(wǎng)的融合過程。目前，不管是FCEV 還是BEV，都呈現(xiàn)出商業(yè)化的發(fā)展趨勢，在很大程度上也促進了我國電網(wǎng)的穩(wěn)定運行。電動汽車的發(fā)展核心是實現(xiàn)電動汽車和電網(wǎng)之間的交互發(fā)展，從而最大限度地降低電網(wǎng)的壓力。另外，電動汽車從本質(zhì)上來講也屬于分布式儲能單元，在實際應(yīng)用的過程中，可以幫助家庭能源進行支配和管理，這也是電力儲能技術(shù)的應(yīng)用價值。

3.3 電化學(xué)儲能

電化學(xué)儲能在實際的發(fā)展過程中，響應(yīng)速度相對較快，在我國電網(wǎng)中承擔(dān)著一定的功率服務(wù)和能量服務(wù)的任務(wù)，技術(shù)人員通過應(yīng)用電化學(xué)儲能，可以對電網(wǎng)進行調(diào)頻，結(jié)合分布式電源，不斷提高電網(wǎng)運行的可靠性，進而提高微電網(wǎng)能力管理工作的效益。目前，電化學(xué)儲能技術(shù)在我國還處于不斷發(fā)展和完善的過程中，其應(yīng)用范圍還會持續(xù)擴大。

4 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲能技術(shù)

4.1 可再生能源發(fā)電的協(xié)同調(diào)度技術(shù)

在建設(shè)能源互聯(lián)網(wǎng)的過程中，其建設(shè)核心是實現(xiàn)對可再生能源的最大化利用，提高能源利用率，這就需要對可再生能源進行規(guī)劃和調(diào)度。首先，在規(guī)劃方面，技術(shù)人員要注意選擇適合的儲能技術(shù)，對儲能的容量進行科學(xué)地配置和布局，進而實現(xiàn)對電力資源的協(xié)調(diào)處理，最終提升電力資源的調(diào)配率和使用率；其次，在調(diào)度方面，技術(shù)人員要加強對能源的分析，通過對儲能系統(tǒng)進行調(diào)峰調(diào)頻和旋轉(zhuǎn)備用容量，對本地區(qū)甚至是跨地區(qū)的新能源調(diào)度進行消納。

4.2 儲能方面的能量流優(yōu)化和能量調(diào)度技術(shù)

能源互聯(lián)網(wǎng)在實際構(gòu)建的過程中需要進行多種能源的融合，因此，能源具有多樣化的特點，在實際的輸入和輸出過程中，能源互聯(lián)網(wǎng)的配置相對復(fù)雜。另外，能源互聯(lián)網(wǎng)在構(gòu)建過程中，各種設(shè)備都是“即插即用”和故障情況下的“網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)”，進而能源流的路徑也較為多變，無形中也增加了能源互聯(lián)網(wǎng)在設(shè)計和運行過程中的難度，這就需要對儲能方面的能量流進行優(yōu)化和調(diào)度。首先，技術(shù)人員需要設(shè)定系統(tǒng)能源的最低總費用下的消費目標(biāo)；其次，對能源流的路徑進行控制，完善設(shè)備的功能，實現(xiàn)各個周期時間內(nèi)的聯(lián)合優(yōu)化。除此之外，技術(shù)人員還需要建立能源系統(tǒng)中的優(yōu)化調(diào)度模型，在模型設(shè)計中調(diào)整儲能的工作狀態(tài)。

4.3 儲能與能量轉(zhuǎn)換的集成設(shè)計和協(xié)調(diào)配置

在構(gòu)建能源互聯(lián)網(wǎng)的過程中，還需要實現(xiàn)儲能與能量轉(zhuǎn)換的集成設(shè)計和協(xié)調(diào)配置。首先，構(gòu)建人員要確定能源系統(tǒng)的評價指標(biāo)，具體包含經(jīng)濟指標(biāo)、能源消耗指標(biāo)，等等；其次，構(gòu)建人員要將經(jīng)濟指標(biāo)作為系統(tǒng)優(yōu)化的核心工作；最后，在實際的電力能源供應(yīng)過程中，構(gòu)建人員要合理控制能源系統(tǒng)的頻率和電壓，加強對系統(tǒng)中的動態(tài)特征的分析。

4.4 分析能源交易和價格機制

相關(guān)技術(shù)人員還需要加強對能源交易和價格機制的分析，能源互聯(lián)網(wǎng)在實際構(gòu)建的過程中，參與能源交易的各方受到自身經(jīng)濟利益的影響，在交易的過程中，對物理網(wǎng)絡(luò)的運行管理的要求很高，進而導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)的運行壓力較大。這就需要技術(shù)人員完善能源交易和價格機制，降低系統(tǒng)內(nèi)部的成本波動對能源分配的影響。另外，技術(shù)人員還需要加強對電力儲能技術(shù)的應(yīng)用，將儲能技術(shù)應(yīng)用到實際的能源交易過程中，從而利用儲能的效果對實際的市場狀況進行反映[2]。

5 結(jié)語

總而言之，電力儲能技術(shù)包含儲熱技術(shù)、電動汽車、電化學(xué)儲能等內(nèi)容，在發(fā)展過程中，對于我國社會的可持續(xù)發(fā)展和國民經(jīng)濟的增長意義重大。另外，隨著電力儲能技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用，在很大程度上也完善了我國傳統(tǒng)的能源結(jié)構(gòu)體系，挖掘出了更多的新能源和可再生能源，為我國國民的生活提供了便利。因此，電力儲能技術(shù)在我國能源互聯(lián)網(wǎng)的構(gòu)建方面還有著很大的發(fā)展空間。