能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲能技術(shù)

王先軍

摘 要：隨著我國現(xiàn)代科技的繁榮穩(wěn)定發(fā)展，機(jī)械自動化技術(shù)與機(jī)械制造行業(yè)的聯(lián)系日益密切，技術(shù)應(yīng)用成果越來越多，不斷加速機(jī)械自動化技術(shù)的改造升級，爆發(fā)出智能化、集成化、敏捷化、虛擬化以及柔性自動化的發(fā)展?jié)摿?，機(jī)械自動化在機(jī)械制造中的深度應(yīng)用前景良好通過對當(dāng)前我國儲能技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用情況的分析，圍繞如何進(jìn)一步促進(jìn)電力儲能技術(shù)研究與創(chuàng)新、提高電力儲能技術(shù)水平、保障電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展等提出了具體建議。

關(guān)鍵詞：機(jī)械自動化;機(jī)械制造;現(xiàn)狀;應(yīng)用措施

引言：電力系統(tǒng)中應(yīng)用儲能技術(shù)能有效促進(jìn)電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行，同時在電力系統(tǒng)中應(yīng)用儲能技術(shù)，也給該技術(shù)帶來了新的發(fā)展機(jī)遇，對推動電力儲能技術(shù)的創(chuàng)新有重要意義。在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下，我國當(dāng)前采用的電力儲能技術(shù)還存在一定問題，技術(shù)水平較為落后，尚不能滿足實(shí)際發(fā)展需求，因此必須加強(qiáng)電力儲能技術(shù)相關(guān)研究，使其能夠?yàn)槟茉椿ヂ?lián)網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供助力。

1能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲能技術(shù)現(xiàn)狀

1.1物理電力儲能技術(shù)

當(dāng)前物理電力儲能技術(shù)主要是利用自然環(huán)境、機(jī)械設(shè)備等，將水與空氣進(jìn)行存儲，之后采用相應(yīng)的釋放途徑獲取電力能源。當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的電力儲能技術(shù)為抽水蓄能技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)的壽命周期較長，電力能源存儲量較大。抽水蓄能在電力儲能過程中，利用水泵將水沖到水庫中，之后通過水庫發(fā)電機(jī)組將其轉(zhuǎn)化為電力能源。抽水蓄能電力儲能技術(shù)能夠發(fā)揮削峰填谷、調(diào)頻調(diào)相等功能，同時能夠?qū)﹄娏δ茉唇Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化，進(jìn)而提高電力能源利用率。

1.2儲熱電力儲能技術(shù)

當(dāng)前儲熱類型的電力儲能技術(shù)主要包括潛熱儲能、顯熱儲能以及化學(xué)儲熱等類型，具有能夠在介質(zhì)溫度提高的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)熱存儲的特點(diǎn)。潛熱儲能技術(shù)即相變儲能技術(shù)，這種儲能技術(shù)在運(yùn)行過程中，主要利用儲能材料相變的條件，產(chǎn)生熱量或釋放熱量，當(dāng)前應(yīng)用最多的為固——液相變。潛熱儲能技術(shù)與顯熱儲能技術(shù)的主要差異是潛熱儲能的溫度較為穩(wěn)定，所以產(chǎn)生的能量密度較大。化學(xué)儲熱技術(shù)在存儲電力能源的過程中，主要利用化學(xué)可逆反應(yīng)形式，具有寬溫域梯級儲熱的特征。相比于潛熱儲能技術(shù)和顯熱儲能技術(shù)，化學(xué)儲熱技術(shù)的能量密度具有明顯提升，但是化學(xué)儲熱技術(shù)對于材料性能和質(zhì)量要求較高，材料儲能成本較高，在材料選擇方面具有較大難度，所以應(yīng)用占比較小，需要對材料相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行研究。

2電力儲能技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的作用

2.1提高可再生能源

占比傳統(tǒng)的火力發(fā)電不僅需要消耗大量的煤炭資源，同時會對自然環(huán)境產(chǎn)生很大的危害，近些年來在我國電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中，可再生能源的應(yīng)用比重不斷增加?？稍偕茉创笠?guī)模入網(wǎng)是主要發(fā)展趨勢，但是大部分可再生能源在電力能源生產(chǎn)與輸送方面存在不穩(wěn)定性，電力生產(chǎn)不穩(wěn)定會導(dǎo)致電力網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)供給能力不足，甚至?xí)l(fā)安全性問題。因此，當(dāng)前解決可再生能源供電不穩(wěn)定問題的主要手段是升級電力儲能技術(shù)，通過采用電力儲能技術(shù)，有效提升可再生能源供電穩(wěn)定性，將通過可再生能源產(chǎn)生的電能進(jìn)行儲存，當(dāng)出現(xiàn)供電不穩(wěn)定的情況時能夠利用儲存的電能進(jìn)行供電，是提高可再生能源在電力網(wǎng)絡(luò)中占比的重要技術(shù)[1]。

2.2有助于能源交易更加自由

能源互聯(lián)網(wǎng)背景下可創(chuàng)新原有的能源交易模式，在能源市場競爭中可促使能源生產(chǎn)者和能源消費(fèi)者紛紛參與進(jìn)來，可強(qiáng)化兩者在能源市場上的主體地位，參與到能源市場上的生產(chǎn)者和消費(fèi)者兩者角色可相互轉(zhuǎn)換，能進(jìn)一步優(yōu)化能源在局部區(qū)域中的配置，提升能源使用效率。此外，能源互聯(lián)網(wǎng)背景下應(yīng)用電力儲能技術(shù)，還可以將大范圍內(nèi)的能源配置效率提升， 促使電能資源可以更加合理的分配。

2.3建設(shè)多元化能源系統(tǒng)管理模式

在能源管理系統(tǒng)建設(shè)過程中，通過利用電力儲能技術(shù)能夠建設(shè)多元化的管理模式，使得電力能源在生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、儲存以及消費(fèi)等多個環(huán)節(jié)能夠以價格為基礎(chǔ)反映基本信息，從而能夠全面降低電力能源管理成本，提高電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。在電力能源管理系統(tǒng)決策中，通過與電力儲能技術(shù)相結(jié)合，能夠提高對電力儲能的管理效率，從而使電力能源的供需更加平衡。同時，在電力儲能功率方面，能夠按照當(dāng)前的儲能狀態(tài)進(jìn)行變化，從而使電力供給與需求更加均衡，為電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升做出突出貢獻(xiàn)[2]。

3能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲能技術(shù)分析

3.1儲熱技術(shù)

潛熱儲能、顯熱儲能以及化學(xué)儲熱是儲熱技術(shù)主要的類型。其中在介質(zhì)溫度提高的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)熱存儲是顯熱儲能的顯著特點(diǎn)。潛熱儲能又被稱為相變儲能，該模式的儲能技術(shù)主要是在材料發(fā)生相變的情況下，吸收熱量或者釋放熱量，現(xiàn)階段最流行的相變儲能模式為固-液相變。相變儲能和顯熱儲能最明顯的不同在于相變儲能的溫度較為穩(wěn)定，產(chǎn)生的能量密度較大。化學(xué)儲熱在存儲熱能時主要是通過化學(xué)可逆反應(yīng)的方式，能呈現(xiàn)出寬溫域梯級儲熱的特點(diǎn)，化學(xué)儲熱儲存的能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他方式的儲熱技術(shù)，如潛熱儲能、顯熱儲能?；瘜W(xué)儲熱技術(shù)對材料的要求較高，在材料選擇上帶有較大困難，因此現(xiàn)階段普遍采取的儲熱技術(shù)以潛熱儲能、顯熱儲能在為主。

3.2能源價格機(jī)制

為了確保在能源消耗上不造成資源的浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)效益上的降低，技術(shù)人員在對能源交易上必須對其價格進(jìn)行合理的分析和控制。具體來說，工作人員必須切實(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)利益和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的管理要求，通過完善電力能源交易和能源價格機(jī)制體制，減少關(guān)于電力能源系統(tǒng)的成本使用的波動性。除此之外，相關(guān)工作人員還必須結(jié)合市場的實(shí)際情況，將電力儲能的實(shí)際效果和能源交易相結(jié)合，以此來確保電力儲能技術(shù)在工作過程當(dāng)中的使用[3]。

3.3集成化與模塊化儲能

在網(wǎng)絡(luò)化背景下，智能系統(tǒng)都在趨向集成化與模塊化，儲能系統(tǒng)也不例外，為了高效利用智能技術(shù)，保障能源互聯(lián)網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定地運(yùn)行，提高控制工作效率，集成化與模塊化勢在必行。這是因?yàn)榧苫c模塊化是解決問題、滿足需求、合理控制流程的優(yōu)化方案，這意味著一體的集成化和模塊化配置，將有更優(yōu)的服務(wù)質(zhì)量。

3.4大容量儲能和新能源協(xié)同技術(shù)

在新能源大規(guī)模入網(wǎng)的背景下，如何高效利用新能源發(fā)電是當(dāng)前需要考慮的主要內(nèi)容，故需采用相應(yīng)的策略，解決新能源發(fā)電不穩(wěn)定的問題。新能源在電力網(wǎng)絡(luò)中，儲能技術(shù)具有關(guān)鍵性作用，是提高新能源發(fā)電穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性及安全性的重要基礎(chǔ)技術(shù)。利用電力儲能技術(shù)，能夠有效解決多項(xiàng)問題，通過對大容量儲能的合理規(guī)劃，采用相應(yīng)的高儲能選型，對儲能布局和容量配置等方面進(jìn)行全面優(yōu)化，在數(shù)種電力資源相互配合的前提下，能夠全面提升可再生能源利用率。新能源發(fā)電的協(xié)同調(diào)度技術(shù)，需要對電能存儲系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用量、調(diào)峰調(diào)頻等進(jìn)行優(yōu)化，從而能夠更好地實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo)，進(jìn)而達(dá)到功能多元化的新能源電力儲能技術(shù)發(fā)展規(guī)劃[4]。

結(jié)束語：隨著社會經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，對能源技術(shù)的要求也越來越高。尤其是電力儲能技術(shù)當(dāng)中的儲熱工藝、電動汽車、電化學(xué)儲能工藝等方面均提出了較大的要求。然而，電力儲能工藝的轉(zhuǎn)型和升級對我國國民經(jīng)濟(jì)的影響重大，同時提出當(dāng)前電力儲能技術(shù)的主要發(fā)展成果，希望能夠?qū)ξ覈茉磻?zhàn)略發(fā)展起到一定的借鑒和幫助作用，不斷提高我國能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)水平。

參考文獻(xiàn)：

[1]孟偉.能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲能技術(shù)展望[J].科學(xué)大眾，2019，（003）：6-7.

[2]杜法剛，滕松.探究能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲能技術(shù)展望[C]//2020智能電網(wǎng)新技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研討會論文集，2020.

[3]杜錦芬. 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲能技術(shù)分析[J]. 通訊世界，2019， 334（03）：261-262.

[4]李建林，田立亭，來小康.能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲能技術(shù)展望[J].電力系統(tǒng)自動化，2020，（23）：15-25.