儲能技術在電氣工程領域中的應用展望

熊平 張晶晶

摘要：在現代化社會中，應用最為廣泛的能源就是電能，伴隨著各項技術飛速發展，重新調整了電能生產領域的流程化項目。作為國民經濟增長的支柱性產業，電力企業要想達到人們對電能逐年增長的需求量，必須要對電能生產結構進行進一步的優化。傳統的電網運行系統具有很大的不足，使點電能供應質量大大下降，電能的供應也相對滯后，發揮儲能技術的優勢，能夠使電力生產的靈活程度得到顯著提高，對社會經濟的發展具有非常大的積極影響。

關鍵詞：儲能技術;電氣工程領域;應用

電能是當今社會必不可少的應用能源，其影響范疇十分廣泛，在技術發展的同時，電能生產領域也對其流程化項目作出了創新性調整，只有從根本上優化電能生產結構，才能滿足日益增加的電能需求，而電力產業也逐漸發展成為國民經濟運行的基礎性產業。以往的電網運行系統存在一定的缺陷性，這就在一定程度上對電能的供應造成了滯后性影響，而儲能技術的出現及應用，就能有效提升電力生產的靈活性，為經濟建設提供助推力，因此針對儲能技術進行應用與發展研究是具有重要意義。

一、電能生產中存在的問題及儲能技術的作用

1、電力系統的安全運行存在阻礙性問題。在當今社會，電力需求不斷增加，這就使得電力系統不斷調整，其內部運行環境也就更加復雜，不僅電力系統容量呈現出了量化增加特點，電網更是有所拓展，而電網的穩定性就會相對下降，這將會阻礙電力事業的高效發展，其運行環境的安全性也難以得到基本保障，這就需要從電網運行的實際情況入手，開展有針對性的強化工作，在這一環節中應當增強各個部分的強耦合性、系統運行環境也需要作出適宜性調整。因此不難發現，大電網穩定性的缺失，不僅會對電網運行的安全性造成不良影響，更會阻礙電力事業的高效發展。

2、可再生能源的利用效率低。在當今社會，能夠消耗總量不斷增加，例如石油等不可再生資源，在不斷開發并使用這類能源時，其存在量逐漸減少，并且呈現出了耗竭現象。因此，能源應用問題日益激化，這就需要尋找替代能源，實現能源結構的優化調整，而風能及太陽能等資源是可再生資源，在將這類資源進行高效利用后，就能在一定程度上緩解能源應用問題，實現能源的可持續發展。而電氣工程領域對能源的耗費程度較高，為了解決能源利用現狀，就需要應用可再生資源對應用能源做出替換。但是在實際應用環節，能源利用率卻普遍不高，并且穩定性難以保證，這就使得資源利用效率難以提升。

二、現有儲能技術的方式

1、抽水儲能技術。按照任何容量建造的抽水儲能電站，儲存能量能夠釋放幾小時到幾天，效率在75%～80%之間，主要在頻率控制、能量管理等領域應用。現如今，超過85GW?的抽水儲能機組在全世界運行。儲存能量非常大是抽水儲能的最大特點，因為這一點使之十分合適于電力系統調峰和用作備用電源的長時間場合。

2、蓄電池儲能技術。高效的儲能的NaS?電池，可以輸出脈沖功率，輸出的脈沖功率可達連續額定功率的六倍，而這一切，可以在三十秒內完成，這一特性使得和負荷的削峰填谷調節和電能質量調節同時做到，使得整體設備的經濟性得到提高。

3、飛輪儲能技術。通過磁懸浮軸承支撐的機構和一個圓柱形旋轉質量塊組成了現代飛輪儲能系統，大多數的飛輪儲能系統都是如此。為了提高系統的壽命而通過磁懸浮軸承來消除摩擦損耗。飛輪系統應該在真空度較高的環境中運行，以減少風阻損耗而使得儲能效率得到保證。通過某種形式的電力電子裝置，連接飛輪與電動機或者發電機，調節飛輪轉速，使得電網間的功率與儲能裝置交換實現。

三、儲能技術在電氣工程領域的應用

1、應用于大型互聯電力系統的穩定控制。隨著社會的現代化建設，電力系統穩定控制的思維方式被儲能技術的出現而改變，儲能技術在電氣工程領域的應用日益增多，這在很大程度上促進了社會的現代化建設。儲能技術在大型互聯電力系統穩定控制中的應用，是儲能技術在電氣工程領域中的典型應用，對于抑制系統發生的局部震蕩，使用傳統的PSS，通過發動機附加磁進行控制，就會得到很好的效果，然而，對于在工作過程中可能會出現在其中區域間多模式低頻振蕩問題的大型復雜互聯電力系統來說，使用傳統的PSS，通過發動機附加磁進行控制的這種辦法，得到的效果就不盡如人意，不能夠使控制效果達到滿意的原因，是由于PSS?需要通過發電機組的勵磁控制起到效果，然而在某條輸電線路上的最有效的控制點與最有效控制部位之間的距離過大，所以達不到滿意的效果。機組間的振蕩由于傳統電力系統中引起的，由于來自于任何細小的擾亂而引起的動態不平衡功率，然而，只要響應速度夠快且裝置容量夠大的儲能裝置，就可以以主動制被動，從而實現任何情況下系統功率的完全平衡。在系統中，如果發電機的勵磁系統能夠不和這種電力系統穩定控制裝置共同作用，就能夠更加方便地運用最有效的部位。這種控制裝置所產生的控制量可直接作用于導致系統振蕩的源頭，儲能技術在大型互聯電力系統穩定控制中的應用，進一步加快了社會走向現代化科技水平的步伐。

2、應用于脈沖功率系統。儲能技術在脈沖功率系統中的應用，也是儲能技術在電氣工程領域中的典型應用。負載、儲能單元、開關、低功能率能源以及波形調制，組成了脈沖功率系統，而儲能單元、開關、低功能率能源以及波形調制均是脈沖率源。脈沖功率源的發展趨勢是要求做到讓輸出功率高、功率密度高、儲能密度高以及重復頻率高。將儲能期間的重量、體積等減小，對于脈沖功率系統來說具有十分重大的意義。為了使得小型化高功率存儲得以實現，就要使用研究新型的儲能方式與技術，以及將傳統儲能器件與不同的儲能設備相結合起來的辦法，慣性儲能型、靜電儲能型和電感儲能型等儲能器，都是目前投入使用的儲能器。

四、改善電能存儲技術方向

1、發展電力電子技術。在電力行業的發展過程中，各種能量形式能否真正地進行有效的轉換和發展，會直接對我國儲能技術產生影響。因此對于快速、大容量同時成本又比較低的能量轉換問題進行解決，就是一項非常重要的問題。在這個基礎上，我們發展電力中的電能存儲技術，將使電力行業得到更有效的進步和提升。

2、對于各種儲能技術的有效利用。由于每項儲能技術的特點不同，因此在優點和缺點上都會有很多不同。在實際生產建設過程中，我們也不可能只采用一種儲能技術對工作進行開展和完成。在這個基礎上就要對各種技術進行適當的發揮和利用，根據實際生產和應用的具體要求，要對儲能技術中的優勢進行有效利用，對不足的地方進行改善。

3、尋找新的應用領域。在發展的過程中，在對儲能技術進行完善和發展的過程中，也要適當地開發和研究新的儲能技術，保證技術不斷地提升和進步。在對原有的技術和應用領域進行改善的時候，要及時地對原有的問題進行改善，避免出現局限性。同時要想讓儲能技術在應用的過程中向著更全面的方向發展，在進行服務的過程中就要不斷開發新的應用行業和領域，使儲能技術在今后的發展過程中得到更好的進步和應用。

作為我國最重要的基礎產業之一，電能無時無刻都在影響著人們的生活和社會的發展。通過對儲能技術在中國電氣行業和工程中的應用進行分析，不僅對儲能技術的重要性進行了有效突出，同時還對今后怎樣提升電能存儲方式和方法提出了一定的建議，對電能的發展有著很大的幫助。希望通過研究和分析，能對今后中國電力行業的發展起到更大的幫助作用，全面促進中國社會發展和現代化水平的進一步提升。

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