摘要：储能技术可以完成电力系统能源的高效利用，可划分为抽水储能、压缩空气储能和飞轮储能的机械储能，超级电容器储能、电容储能以及超导储能的电磁储能技术。储能技术在电力系统运用范围广泛、市场需求巨大。在国家风光示范储能工程中，讨论了储能产品与设备、储能技术实施等方面情况。
关键词：电厂；继电保护；检测；管理
引言
储能技术在我国应用前景广大、市场需求巨大。当前电力公共事业面临电力短缺、能源过剩造成的价格、可用性大幅波动、发电设备低使用率、电厂环境污染、输电阻塞以及各种安全事故频发等现象。储能技术运用在电力系统，可有效解决该类问题，一方面提高了电网的稳定性和可用性，降低了作业强度，更高效利用了电力资源；另一方面，增强了可再生能源使用率，实现环保输电事业，提高了电力质量。
1储能技术
1.1概述储能技术
储能技术主要分为储电与储热，其技术主要分为物理储能、化学储能和电磁储能三大类。超级电容器储能、飞轮储能以及超导电磁储适用于需要提供短时较大的脉冲功率系统，比如瞬时停电、电压暂降、改善用电质量、提高系统稳定性以及降提高系统稳定性低电力系统低频振荡等；压缩空气储能、抽水储能和电化学电池储能适合于大型应急电源、系统调峰和可再生能源并入等大容量和大规模方面。
1.2机械储能
1.2.1抽水储能
在电力负荷低谷期，抽水储能把水从下池水库抽到上池水库，转化电能变成重力势能然后进行存储，在电网负荷高峰期释放上池水库中的水发电。抽水储能的释放时间范围由几个小时到几天，综合效率在70%～85%之间，主要用于电力系统的调频、调峰填谷、调相以及紧急事故备用等。抽水蓄能电站的建设受地形制约，当电站距离用电区域较远时输电损耗较大。
1.2.2飞轮储能
利用电动机带动飞轮高速旋转，飞轮蓄能把电能变成机械能存储起来，在需要时飞轮带动发电机发电。运行于真空度较高的环境中的飞轮系统，其特点是没有风阻小、摩擦损耗、寿命长、无环境影响，维护作业较少，适用于电能质量保障和电网调频。飞轮蓄能的缺点是能量密度比较低。保证系统安全性方面的费用很高，在小型场合还无法体现其优势，当前主要适用于补充蓄电池系统。
1.2.3压缩空气储能
在电网负荷低谷期，压缩空气技术将电能用于压缩空气，将空气高压密封在报废矿井、山洞、沉降的海底储气罐、过期油气井或新建储气井中，在电网负荷高峰期释放压缩的空气推动汽轮机发电。压缩空气主要用于系统备用以及电力调峰，压缩空气储能电站的建设对地质结构有特殊要求，受地形制约较大。
1.3电磁储能
1.3.1超导储能
通过超导体制成的线圈储存磁场能量，超导储能系统功率输送时无需能源形式的转换，具有转换效率高、响应速度快、比容量/比功率大等优点，能够实现与电力系统的实时功率补偿和交换大容量能量。能够有效迎合输配电网电压支撑、功率补偿、频率调节、功率输送能力以及提升系统稳定性的要求。
1.3.2超级电容器储能
超级电容器根据电化学双电层理论研制而成，可提供强大的脉冲功率，充电时处于理想极化状态的电极表面，吸引周围电解质溶液中的异性离子，电荷使其附于电极表面，形成双电层电容，构成双电荷层。电力系统中多用于大功率且短时间的电能质量峰值和负载平滑功率场合，例如，大功率直流电机的启动支撑、态电压恢复器等，提高在瞬态干扰和电压跌落期间供电水平。
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2储能技术在电力系统中的应用与前景
2.1电力系统中的储能技术
结合国家风光储输示范工程，讨论储能技术在电力系统中的应用情况。
2.1.1概述工程情况
“国家风光储输示范工程”项目包括100MW风力发电、50MW太阳能光伏发电、20MW化学储能的一体化工程，是国网公司探索新能源与智能电网和谐发展，推动我国新能源事业又好又快发展的示范工程，项目从规模和技术上均具有国际领先水平，刘振亚总经理亲自到现场考察并作重要指示。于2016年12月获得第四届中国工业大奖。
2.1.2储能设备产品
储能变流器及就地监测系统，北京四方继保自动化股份有限公司；60台500kV总计30MW光伏并网逆变器，许继集团柔性输电系统公司；风电整机48MW装机容量，许继集团风电科技公司；220kV大河变电站设备、数十台35kV及10kV干式变压器，许继电网销售总公司；15台2.5MW和2台3.0MW直驱永磁风力发电机组，金风科技股份公司；6MW储能双向变流器，素英电气科技有限公司。
2.1.3储能技术实施
在工程运营中，运用了自主研发的风光储联合发电全景智能监控系统、风光功率预测系统以及大规模储能监控系统。克服了光伏和风力等新能源发电的波动性、间歇性和随机性影响，减弱大规模新能源接入对电力系统的冲击。采用了风能、光能、储能三者集合发电最优、最经济的容量配比。先后两次，电站成功完成由局部电网故障造成的低电压穿越，成功抵御10级大风的侵袭，累计提供电量逾1.16亿千瓦时。
2.2储能技术发展前景
2.2.1范围广阔
储能在电力系统中有着广泛应用，涵盖发电、输电、配电和终端用户方面。电网系统的储能技术包括抽水蓄能、压缩空气、飞轮、化学电池、超级电容器等。中国政府正在把政策中心转移到清洁能源技术。2013年底，中国发电总装机量达1250吉瓦，其中包含91.4吉瓦风电。除了火力发电和水力发电，风电也是中国第三大电力来源。而中国的光伏发电装机量达18.1吉瓦，占全国的1.5%，超越美国成为全球最大的光伏市场。
2.2.2市场需求
由于发电装机量的快速增长，中国的储能需求也正在日益扩张。2013年，中国的抽水蓄能装机量总计21.5吉瓦，其他储能技术装机量为65兆瓦。此外，风电和光伏发电的集成电网将创造出储能的巨大需求，2014年分别需要5.6吉瓦和3.8吉瓦。以中国为例，主要采用锂电池、铅酸电池和流体技术。2013年这三种方式分别占60%、20%和14%。储能技术对电动汽车发展的重要性比较直观。巡航里程、电动汽车的充电和安全问题都涉及电池。
结束语
综上所述，可划分为抽水储能、压缩空气储能和飞轮储能的机械储能，超级电容器储能、电容储能以及超导储能的电磁储能技术。储能技术在电力系统运用范围广泛、市场需求巨大。在国家风光示范储能工程中，讨论了储能产品与设备、储能技术实施等方面情况。
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论文作者:姜侃
论文发表刊物:《基层建设》2017年第11期
论文发表时间:2017/8/24
标签：储能论文; 技术论文; 压缩空气论文; 飞轮论文; 电力系统论文; 电网论文; 电力论文; 《基层建设》2017年第11期论文;