电力储能标准体系深化研究

电力储能标准体系深化研究

师铎玮1   程明2

1.中核汇能（甘肃）能源有限公司  甘肃兰州 730079

2.中国能源建设集团甘肃省电力设计院有限公司  甘肃兰州 730050

摘要：随着我国工业水平的不断提高，生态文明建设越来越受到有关部门的重视。目前，新能源的开发将有助于更好地促进我国的发展，同时减少对我国整体发展起重要作用的一些资源的利用。电力企业拥有的清洁能源不污染环境，保证了相关工作的整体效率，但由于其不稳定性，无法保证电力系统的稳定运行。在我国发展现状下，应分析和完善新能源体系，提高储能技术水平，促进能源产业的全面发展。

关键词：电力；储能；标准；研究

引言

随着我国经济社会的发展，新能源行业发展也迈向了全新的台阶。电力储能技术是科学技术高速发展下的必然产物，储能的意义与地位在能源互联网背景下出现了明显转变。电力储能技术不但可确保电网的安全平稳运转，还可以优化电能的传输。

1储能技术的实施意义

随着石油资源的不断开发，人类面临着日益严重的能源短缺。因此，当前的能源技术需要进一步发展，而储能技术作为一种长期保持能源效率的技术，是发展的核心。储能在一定程度上解决了新能源发电的波动性和间接性，使现有电网运行更加稳定。此外，它还可以提高能源效率，减少电力损耗。在传统的发电和电网负荷连接中，两者都处于动态平衡状态。简言之，电力系统总发电量与电力系统总用电量相同。然而，该系统已不能满足当今社会和经济的能源需求，电网在日常维护和管理方面面临着更大的挑战。

为了保证电网高峰期设备的正常运行，需要大量的人力、物力和财力来支撑整个设备，导致设备负荷率低，即利用率低。随着新的储能技术的引入，电能可以转化为储能产品，最终改变生产、输电、配电、工艺和运行方式。在这一概念下，电网的运行方式和结构将发生重大变化，使电力系统的各项功能得到充分发挥。近年来，新型储能技术引起了人们的广泛关注。从经济角度看，新的储能技术给整个电力系统带来了创新和发展。提高储能技术，快速降低储能成本，是实现储能技术的关键。

2电力储能技术的应用模式

2.1广域能源网应用模式

广域能源网为电力系统电力供给和控制创造了有效的能量缓冲区，有利于进行系统广域能量调节，并均衡系统的电力供给。在广域能源网应用模式下，大容量储能的主体都可以直接参与所有能源交易过程，在能源购入和卖出价格方面，可以根据能源实际情况进行选择，从而提升服务质量。

2.2局域能源网应用模式

局域能源网中信息系统的有效运作离不开储能和资源转换设备间的密切配合。必须根据储能状况和供给预期数据决策局域网中的资源生产与耗费，以确保能源产量和消耗决策的合理性，全面了解能源交易市场的买入状况和能源出售状况。在虚拟资源站中，要预测各个分散生产商的行动比较困难，会直接增加汽车、分布式电源系统等的集合管理难度，在虚拟能源站集中管理工作中引入电力储能技术，可以提升虚拟能源站的管理运作效率。

3电力系统中的储能技术研究

3.1物理储能技术

（1）抽水储能。抽水蓄能具备了储量面积大、成本低、操作灵活的特性。但是，值得注意的是，该种储量方法要求巨量的自然资源，而且由于液体水能本身就比较易挥发，又要求巨大的功率，所以实际的容量转换率也只有70%左右。另外，由于水文地质条件、自然资源环境和多种物理地质原因使厂址的选定更加复杂，也成为制约厂址选定的重要原因。虽然包括海水抽水蓄能新技术在内的各类抽水蓄能方法都在实际运用中起到了很大作用，各有其自身的优越性与特色，实际应用中可根据自然环境条件来进行选择。由于抽水蓄能的特点，抽水蓄能在降低事故储备和降低系统顶部起着非常重要的作用。在电力系统的发展中，泵送蓄能发挥了日益广泛的功能，但并不仅限于蓄能发电，而且还在应急储备中发挥了日益巨大的功能。抽水蓄能技术在电力系统中的应用可以实现静态和动态的结合，具有广泛的应用前景。

（2）飞轮储能。与抽水式储能相比，飞轮的储能有效率达到了80%以上。与其他储能方法相比，应用技术已成为支撑储能技术创新发展的关键。在发动机储能体系的帮助下，飞轮利用电机的高速转动以实现储能，主要存在于发动机机体中；在需要产生动力时，高速飞轮作为发电机，利用其运转将储存的动力转换为能量，并将其释放到外部负载中。该技术具备低成本、能源密集程度高、不受循环时间影响等优势。缺点则是一次性购买成本高昂。

3.2相变储能技术

相变储能主要利用热能作为储放电环境。这种储能技术可以实现高密度的储能，而不需要太复杂的设备。相变储能技术主要包括冰储能、电储能和熔盐储能。在蓄冰技术方面，蓄冰环境融化时需要利用蓄冷能力蓄冰，蓄冰环境冻结时需要释放蓄冷能力。冰蓄冷技术具有明显的优势，不仅提高了制冷设备的效率，而且大大减少了设备的体积。电蓄热技术主要利用金属或水来储存热能。但无论使用何种环境，该技术都具有成本低、维护方便的特点。以金属储热为例，这种方式以金属为介质实现对热能的储存与释放。在金属液化过程中实现热能的储存，在金属固化的过程中实现热能的释放。由于该技术以金属为环境，金属的高导热率可以大大提高能量转换率。在熔盐蓄热技术中，无机盐主要作为无机盐的加热介质，将无机盐的凝固状态转变为熔融状态，实现储能。该技术传热能力强，应用成本低，腐蚀性低，应用效果好。

3.3电磁储能技术

（1）超导磁储能技术。与上述储能技术比较，超导磁储能有效率达到了90%以上。在超导状态下，绕组电流变化极小，可忽略不计。这样，在整个储存与释放的过程中极少耗费电能，总消耗率也几乎为零。但随着实际使用的越来越广泛，超导线圈往往需要放在低温液体环境下，才可以在整个储能流程中起到积极效果，而这将大大提高生产成本。超导磁储能技术还具有无污染、快速响应、无损耗储能、有效防止能源浪费等优点。超导储能材料可大幅度提高新型发动机的输出性能，对提高暂态电能质量起到重要作用。

（2）超级电容器储能技术。超级电容器储能比超导磁储能的效率低，基本保持在75%左右。它兼有蓄电池储能和电容储能的特点。这种能量的储存的依据是双电层原理。以超级电容器储能工艺为基础的存储能量应用，整个存储放电过程中有着良好的可逆性，重复次数能够到达10万次以上。与常规电器皿相比，超级电容器具有温度阈值较宽、安全和稳定性更高等优势。也同样拥有了常规电容器所具有的优点。超级电容器储能技术还具有循环寿命长以及电容器响应快的特点，和蓄电池技术相结合，不但大大提高了蓄电池的充放电效能，也同样增长了蓄电池的性能。而且超级电容器与蓄电池的结合，在风电场中也获得了较普遍的使用，以更好地控制风能的波动。也因此，在应用超级电容储能技术时，应与蓄电池相结合，使其效果更加显著。

结语

总之，在新能源系统的应用和发展中，科学应用储能技术是保证供电效率的关键。加强储能技术研究，利用储能材料、设备和技术，实现新能源系统的高效储能，为电力系统提供稳定的能源供应。只有这样，才能有效地保证新能源在电力系统中的应用效果，实现发电的节能环保，满足电力系统的实际需要。促进资源、环境和社会经济的可持续发展。

参考文献

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[3]柳俊岗,汪宁,陈利民.新能源电力系统中的储能技术探讨[J].信息记录材料,2020,21(5):231-232.