儲能技術在電氣工程領域中的應用與展望

黃久嶺

摘要：在現(xiàn)階段的電氣工程領域內，儲能技術應當屬于不可缺少的電網(wǎng)調控技術。與原有的電網(wǎng)運行方式相比，建立在儲能技術前提下的電網(wǎng)控制模式能夠確保實現(xiàn)最佳的電網(wǎng)運行綜合效益，并且還能達到優(yōu)化分配電網(wǎng)內部負荷的效果。因此針對目前的電氣工程領域而言，關鍵在于明確儲能技術的基本運用要點，結合城鄉(xiāng)電網(wǎng)的真實運行狀況來靈活運用儲能技術。

關鍵詞：儲能技術;電氣工程領域;應用;展望

儲能技術的基本宗旨在于靈活控制電網(wǎng)負荷，從而保證了不同時間段的電網(wǎng)負荷能夠大體維持平穩(wěn)，杜絕過于頻繁的電網(wǎng)負荷波動[1]。從技術種類的角度來講，目前針對儲能技術主要可以將其分成飛輪儲能、蓄電池儲能與抽水儲能的儲能技術類型。在電氣工程中若能做到正確運用儲能技術手段，則有利于維持均衡并且平穩(wěn)的電網(wǎng)負荷比例，并且可以體現(xiàn)最大化利用可再生電網(wǎng)能源的效果[2]。

一、儲能技術的基本特征

儲能技術的本質在于借助特定的載體來儲存發(fā)電能量，進而達到靈活調控電網(wǎng)負荷以及保障供電平穩(wěn)的目標。從當前的現(xiàn)狀來看，抽水儲能技術占據(jù)較高的技術運用比例[3]。

城鄉(xiāng)各地針對電網(wǎng)供電若能做到科學運用儲能技術，那么針對電網(wǎng)整體的平穩(wěn)運行可以提供保障。并且，正確運用儲能技術還可體現(xiàn)最大化的電網(wǎng)運行效益，通過施行電網(wǎng)需求管理的舉措來避免夜間與白晝的較大用電差異，避免供電網(wǎng)絡呈現(xiàn)頻繁波動的狀態(tài)。由此可見，現(xiàn)階段的電網(wǎng)平穩(wěn)運行需要儲能技術作為必要的支撐。

二、電氣工程領域中的儲能技術應用要點

電氣工程以及儲能技術的全面融合具有顯著的必要性。這是由于，引進儲能技術的做法有助于創(chuàng)建穩(wěn)定化及規(guī)模化的電氣工程運行模式，并且對于目前現(xiàn)存的電網(wǎng)供電方式也能夠實現(xiàn)改進與優(yōu)化[4]。并且，儲能技術具備較好的高效性以及清潔性特征，對于此類技術手段若能加以充分利用，那么將會在根本上滿足現(xiàn)階段的環(huán)保供電需求。具體來講，電氣工程領域目前運用的儲能技術主要體現(xiàn)為如下的技術要點：

（一）關于飛輪儲能技術

對于飛輪儲能機組而言，該機組應當包含磁懸浮的軸承控制部分以及旋轉式的圓柱體質量塊。飛輪儲能機組具體在運行中，很難避免將會損耗較多的機組能量。在此前提下，對于儲能機組需要配備磁懸浮的機組軸承，進而確保達到最大化的機組能耗減小目標，并且實現(xiàn)了整個機組運行壽命的有效延長。從目前的現(xiàn)狀來看，飛輪儲能技術已經(jīng)被推廣運用于現(xiàn)階段的電氣工程中，同時也體現(xiàn)了優(yōu)良的儲能技術效益。

但是需要注意的是，對于飛輪儲能機組不可以長期將其置于外部空間中，而是最好置于真空的范圍內。這主要是由于，真空的機組運作環(huán)境客觀上可以達到最低的機組損耗與機組摩擦消耗，并且還能避免飛輪機組受到風阻力導致的影響。對于機組的旋轉速度在進行調節(jié)時，主要可以運用連接發(fā)動機或者發(fā)電機的方式予以實現(xiàn)。經(jīng)過以上的技術改進，對于電網(wǎng)功率的交換效率即可達到明顯提升的目標[5]。

（二）關于蓄電池的儲能技術

蓄電池的儲能技術主要借助于蓄電池來實現(xiàn)調控電氣機組負荷的目標，確保做到靈活調節(jié)峰谷階段的電網(wǎng)負荷，從而達到了電能質量得以明顯提升的效果。在目前看來，較多的發(fā)達國家針對蓄電池的儲能技術已經(jīng)能夠實現(xiàn)推廣運用，并且體現(xiàn)為優(yōu)良的儲能技術效益。

例如在英國，對于建造儲能電站可以借助于蓄電池予以完成，其中典型為PSB的儲能技術[6]。通過運用高效的蓄電池方式，應當能夠實現(xiàn)針對脈沖功率輸出的靈活調節(jié)，確保峰值的電網(wǎng)負荷量可以隨時得到有效的調節(jié)。因此可見，蓄電池的電網(wǎng)儲能技術客觀上具備優(yōu)良的技術運用效益。

（三）關于電容器的儲能技術

與常見的電容器相比，對于儲能技術領域必須借助于超大型的電容器，這是由于超大電容器可以達到介電常數(shù)更高的效果，并且具有更好的容器耐壓性以及更大的表面積。具體針對調節(jié)電網(wǎng)的峰值供電負荷而言，運用電容器的大型儲能技術可以達到靈活調整較低電網(wǎng)容量以及電網(wǎng)負荷的目標，進而有效保障了平穩(wěn)的電網(wǎng)運行效果。相比于原有的儲能技術手段，電容器的儲能技術體現(xiàn)為較好的技術安全性。

例如在瞬時干擾的狀態(tài)下，運用電容器的儲能技術對于突然降低的電網(wǎng)負荷能夠做到在短期內進行提升。因此在目前看來，對于容量較低的電網(wǎng)供電調整工作尤其適合運用電容器的儲能調節(jié)方式[7]。在電網(wǎng)負荷逐漸恢復平穩(wěn)以后，電容器將會回歸原有的運行狀態(tài)。超大型的電容器本身可以達到較好的容器耐壓性，對于介電常數(shù)也能進行靈活的控制，客觀上可以達到儲能技術總體運用成本顯著減低的目標。

（四）關于抽水儲能技術

目前對于備用的電氣系統(tǒng)容量以及系統(tǒng)能量管理的重要領域而言，抽水儲能技術都已得到充分的運用。從本質來講，抽水儲能技術主要依賴于特定容量的抽水儲能設備。在滿足抽水容量的前提下，上述的儲能設備最長可以達到5天左右的能量釋放時間。因此對于抽水儲能技術可以將其廣泛運用于現(xiàn)階段的電網(wǎng)負荷調節(jié)領域，確保預留充足的電網(wǎng)備用負荷，以便于應對緊急狀態(tài)下的電網(wǎng)負荷調控需求。

除此以外，運用抽水儲能設備還能實現(xiàn)針對儲能總量顯著增大的目標，在此基礎上著眼于靈活調整現(xiàn)有的峰值供電負荷。從系統(tǒng)備用電源的角度來講，運用抽水儲能設備可以實現(xiàn)最大化的電網(wǎng)負荷控制效果，避免電網(wǎng)由于受到頻繁的外界供電需求波動，進而導致電網(wǎng)失去穩(wěn)定性的后果。各地在引進抽水儲能技術的前提下，對于原有的系統(tǒng)儲存能量可以達到顯著增大的效果。從現(xiàn)狀來看，很多地區(qū)都在逐步嘗試引進功率較高的新型抽水儲能裝置。

三、展望儲能技術的前景

首先是強化輸電工作領域的儲能技術運用管理。對于現(xiàn)階段的電力工程來講，強化配電管理與輸電管理的舉措應當被置于首要地位。在此前提下，作為電網(wǎng)管理部門就是要著眼于儲能技術的有效監(jiān)管以及科學運用，尤其是涉及輸電工作的關鍵領域。具體在結合輸電工作以及儲能技術管理的實踐中，強化技術監(jiān)管的基本思路主要體現(xiàn)在連接電網(wǎng)與儲能機組，并且針對各地現(xiàn)有的儲電能源也要做到科學規(guī)劃。此外，關于強化管理儲能技術還應當關注電網(wǎng)調節(jié)以及電網(wǎng)控制手段的全面優(yōu)化，確保運用靈活措施來調控城鄉(xiāng)電網(wǎng)運行。

其次是對于低成本與高效性的儲能技術予以全面研發(fā)。從現(xiàn)狀來看，較高的技術運用成本明顯阻礙迅速推廣儲能技術。由于受到較高的技術引進成本影響，目前市場領域運用的儲能技術仍然呈現(xiàn)狹窄的技術范圍。針對以上的現(xiàn)狀為，技術人員針對儲能技術有必要逐步實現(xiàn)總體技術成本的降低，確保體現(xiàn)最佳的儲能技術運用實效;同時，關于引進與運用儲能技術也要更多著眼于電網(wǎng)穩(wěn)定性的保障，靈活控制與使用儲能設備，避免供電負荷頻繁波動。

第三是有序管理市場中的儲能技術運用。儲能技術如果要得以有序的推廣運用，則必須依賴于現(xiàn)階段的市場調控機制[8]。然而實際上，市場機制本身具有顯著的波動性，對于儲能技術的領域必須做到貫穿宏觀調控的舉措。因此在目前看來，作為電網(wǎng)監(jiān)管部門亟待強化針對儲能技術的科學監(jiān)管，并且應當著眼于市場化的技術監(jiān)管視角。各地針對儲能技術通過推行高效監(jiān)管的舉措，確保維持平穩(wěn)的電網(wǎng)供電狀態(tài)，遵循因地制宜的總體思路來分配電網(wǎng)負荷。

結束語：

近些年以來，城鄉(xiāng)各地電網(wǎng)都在承受著迅速增高的用戶用電負荷，因而亟待轉變各地電網(wǎng)的傳統(tǒng)供電調節(jié)模式。通過引進電網(wǎng)儲能技術，應當能保證在客觀上達到最佳的電網(wǎng)儲能效益，確保做到靈活應對日益增大的區(qū)域輸電需求。然而截止目前，對于電氣工程運用的儲能技術并未真正達到最為完善的水準。未來在該領域的技術實踐中，關于儲能技術仍然應當著眼于低成本以及高效率的全新技術手段研發(fā)，通過引進全新的電網(wǎng)節(jié)能技術手段來改進現(xiàn)有的儲能技術。

參考文獻：

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[8]劉孫相與，陳斌.儲能技術在電氣工程領域中的應用展望[J].電子制作，2013（12）：239.