摘要：为了对需求侧电能进行高效的管理，使可再生能源有效的并入电力网络，电能存储技术得到了快速的发展与应用。本文就当前电力系统中的储能技术进行阐述，然后分别进行了分析研究，为加快储能技术的发展提供参考。
关键词：储能技术；电力系统；
人类针对电能的使用成为了上世纪最伟大的进步。当前，电能已应用在工业、农业、军事以及生活当中，成为人类生存过程中最为重要的基础物质。而电能的储存质量，会在很大程度上对我国今后的发展产生影响，基于此，有关工作人员针对电能的储能技术研究便成为了当前我国发展过程中必须要认真思考的问题。
1储能技术的概念
当下，针对能源的存储方式主要有三种，分别是电化学储能、机械储能以及电磁储能。而储能技术则被分成了物理储能技术、电磁储能技术以及化学储能技术。其中，机械储能涵盖有：压缩空气储能、飞轮储能、抽水储能等，当前世界范围内最为成熟的能源储存方式便是抽水储能；电磁储能涵盖有：电容储能、超级电容储能、超导储能等；电化学储能涵盖有：液流电池、钠硫电池、锂离子电池、铅酸电池等，其中液流电池拥有巨大的能源储存潜力，但世界范围内大多仍采用铅酸电池。
根据各种储能的方式特征，超导电磁储能、飞轮储能、超级电容储能适合在需要进行短时间大脉冲功率的环境下进行使用；而抽水储能、电化学电池储能以及空气压缩储能适宜在大中型应急电源设备、电力系统峰值调整、可再生能源等具備较大容量和较大规模的环境下进行使用。
2电力系统中物理储能技术的应用
2.1抽水储能技术
整体来说，抽水储能最为明显的优势就是对电能有较强的储存能力，对电力企业用电高峰的电能补充过程有着很好的补充作用。同时，抽水储能技术也在世界范围内运用最为成熟、使用范围最大的一种能源储存办法。
从结构上进行分析，抽水储能电站必须要拥有上游水库和下游水库，该储能技术的科学原理是在电力负荷较小时，电力企业使用多余的电量，把水源从下游水库抽调至上游水库，这一过程等于将电能转换成动力势能进行存储。此过程当中，抽水储能设备处于电动机运行状态；待到用电高峰时，电力企业便使用上游水库当中水所具备的重力势能开展发电活动，弥补电网当中的电力不足现象，在该过程当中，抽水储能设备则处于发电机运行的状态。当前我国，抽水储能技术是唯一能够大范围处理国家电网系统高峰用电和低谷用电控制困难的技术办法，该技术的优点是：技术已经走向成熟、运行过程稳定性好、安全性高、能储存较大的电能。缺点是：受到地理环境因素的影响，抽水储能电站一般都距离发电中心较远，在电力运输的过程中，将会产生巨大的能源损耗，地理位置过于偏远，也造成了电网运输线路维护过程中的不便。
2.2空气压缩储能技术
空气压缩储能技术当前主要是在燃气轮机发电机当中进行使用。压缩空气储能技术在本质上是一种用来对燃气轮机发电企业进行峰谷用电控制的技术。该技术的科学原理是使用电力系统对低负荷阶段所剩余的电能进行空气压缩处理，并将空气全部存储在高压密封设备当中。在电力负荷较大时，电力企业就会将被压缩的空气进行释放，用来对燃气轮机发电设备进行驱动。该技术的原理和抽水储能技术大致相同，只需要燃气轮机发电企业将规模做到比较大，就能够用来处理电力企业峰谷用电差值的问题。使用空气压缩储能技术的核心问题就是电力企业必须要找到一个能够大量存储压缩空气的场地，最为适宜的场地就是水封恒压气体储存站。该场所能够维持输出气压的稳定，由此使得燃气轮机可以始终处于稳定运行的状态，显著提升燃气轮机发电厂整体运行的可靠性。伴随着分布式发电系统在我国的建设，增加气体储存设备的压强、适当减小气体储存设备的占地面积这一问题便显得非常关键。在燃气轮机发电厂今后的生产和工作中，需要做的是针对压缩空气储能技术进行进一步的改良研究。
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2.3飞轮储能技术
在飞轮储能技术当中，轴承是使用的磁悬浮技术，它的主要作用是为了降低因为摩擦所出现的能源耗损，增强能源储存时间和能源储存效率。在使用飞轮储能技术的过程当中，因为受到外部环境因素的干扰，所以该技术在全球范围内的使用密度与抽水储能技术及化学储能技术还存在一定的差异。
飞轮储能的科学原理是在系统进行能量存储的过程当中，把电能凭借系统自身的电机转换成飞轮的动能，由此进行能量的存储。在需要进行放电时，又把飞轮所存储的动能凭借电机转换成电能，并通过电网向外界进行运输。当前，针对飞轮储能技术的使用主要是在应急电能供应、电网峰谷用电调整、持续电源系统和频率控制当中。在近几年当中，磁悬浮轴承技术在我国得到了快速的发展，飞轮储能技术朝着科学化、高速化、大型化的方向进步，相信在不远的未来，人类针对飞轮储能技术运用将会更为多样化。
3电化学储能技术介绍
3.1锂离子电池
锂离子电池具有较高的比能量/比功率、充放电效率和输出电压，较长的单体电池使用寿命，自放电小、无记忆效应等优点。电池在充电过程中，正极中的锂离子脱出，经过电解液传递并嵌入负极石墨层间晶格，放电则执行相反的过程。锂离子电池反应机理被称为“摇椅式”机制。在未来锂离子电池的发展中，需要进一步发展高比容量，循环性能优异且成本低廉的关键电极材料，优化正极、负极、电解质溶液的匹配技术和电池制造工艺，显著提升锂离子电池的循环寿命和安全特性，进一步降低电池成本。
3.2铅炭电池
铅酸电池发展历史悠久，原料丰富、成本低廉、安全性好，在蓄电池市场有着不可取代的地位，但是铅酸电池负极硫酸盐化现象导致循环寿命较短，限制了电池的长足发展。铅炭电池作为一种新型铅酸电池，只需在铅酸电池负极添加适量的碳材料即可，有效抑制负极硫酸盐化现象，其倍率性能和循环寿命得到了显著提升，有望在储能领域广泛应用。
3.3液流电池
液流电池是利用正负极电解液分开存放，各自循环的一种高性能储能电池。其活性物质存在于电解液中，实现了电极与活性物质空间上的分离。电池功率由电极的尺寸大小和电堆中电池的数目决定，电池容量则由电解质的浓度和体积决定，因此电池功率和容量可以分开设计，灵活方便。充放电时无固相电极过程及形貌变化，理论寿命较长，安全性能较高。现阶段液流电池发展面临的主要问题为发展高性能电解液，优化隔膜和极板材料，进一步降低成本，提高性能，从而更好的推动其产业化发展。
3.4液态金属电池
近年来，一种廉价、高效的新型液态金属电池储能技术得到了较快的发展。该电池由上下2层液态金属和中间的无机熔融盐电解质组成，其中3层液态互不混溶且根据密度差异自动分层。电池的运行温度在300～500℃。液态金属电池在长期使用的情况下不存在电极形变和枝晶生长的现象，展现出良好的安全性能和较长的循环寿命（预计寿命长达10000循环，15年）。液态金属电池不需要特殊的隔膜，使电池体系易放大和生产不受关键技术限制，储能成本（低于250美元/kWh）。液态金属电池的优良特性可以满足大规模储能市场的要求，因此在储能领域具有广阔的应用前景。
4结束语
针对不同的发电方式，不同种类的储能技术在电气工程行业当中有着不一样的作用，因此，有关技术人员需要强化对储能技术的研究工作，进一步强化储能容量，让储能技术在电气工程行业发挥出最大的作用。
参考文献：
[1]李庆.储能技术在电气工程领域中的应用与发展[J].科技资讯，2016（30）：32-33.
[2]丰阿芳，张蕾.浅谈储能技术现状及其在电气工程领域的应用前景[J].机电信息，2013（36）：86-87.
论文作者:李晓永
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签：储能论文; 技术论文; 电池论文; 电能论文; 飞轮论文; 燃气轮机论文; 流电论文; 《电力设备》2017年第22期论文;