浅谈电力系统储能技术

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1、浅谈电力系统储能技术在专业基础课的学习小，就认识到电力系统的运行有一•个显著的特点：电能的生产和使用同时完成,即在任一吋刻，系统的发电量都只能取决于同一时刻用八的用电量。所以，对于整个系统来说，必须保持电能的生产、输送和使用处于一种动态的平衡状态，如果在电力系统运行中发生了供电和用电的不平衡，系统运行的稳定性就会遭到破坏，甚至发生事故，给电力系统及国民经济造成严重的损失。而能最储存技术可以提供一种简单的解决电能供需不平衡的办法，下面我就结合H己知识以及课程所学内容阐述一下对储能技术的见解。据资料显示，储能技术在早期电力系统中己经有所运用。早在19世纪后期

2、纽约帀的直流供电系统中，为了在夜间将发电机停下来，采用了铅酸蓄电池为路灯提供照明用电。随着电力技术的发展，抽水储能电站被用來进行电网的调峰。抽水蓄能电站在夜晚或者周末等电网负荷较小的时间段，将下游水库的水抽到上游水库，在电网负荷峰值时段，利用上游水库小的水发电，补充峰荷的需求。在美国，抽水蓄能机组容量约占总装机容量的3%,而在H本则超过了10%。而冃前，储能技术在电力系统中的运用主要有以下几个方而：首先，它可以调节电力生产中的峰谷差；其次，储能技术捉高电力系统供电的町靠性，在系统因故障停电时，储能设备可以起暂时供电的作用，避免突然停电带来的麻烦和损失；再

3、次，储能装置可以提高系统的稳定性，在电力系统受到人的扰动时，例如短路等事故时，储能装置可以在瞬时吸收或禅放能量，使系统中的调节装置有时间进行调整，避免系统失稳；最后，它是风力发电、太阳能光伏发电或热发电等对再生能源发电设备中必不对少的装备，有了储能装置的配合，这些不稳定的发电设备才冇可能向用户稳定地供电。电力系统的储能装置除了抽水储能电站和小规模的电池储能外，还有许多基于其他原理的储能装置正在研究，下面就对我所了解的各种储能方式进行概括的介绍：一、抽水储能电站抽水储能电站是当前唯一能大规模解决电力系统峰谷困难的一种途径。它需要高低两个水库，并安装能双向运

4、转的电动水泵机组即水轮发电机组。当电力系统处于谷值负荷时讣电动机带动水泵把低水库的水通过管道到高水库以消耗一部分电能。当峰值负荷来临时，高水库的水通过管道使水泵和电动机逆向运转而变成水轮机和发电机发出电能供给用户，由此起到削峰填谷的作用。这种方案的优点是：技术上成熟可靠，其容量可以做得很大，仅受到水库库容的限制。缺点首先是建造受到地理条件的限制，必须有合适的高低两个水库。另外,在抽水和发电两个过程中都有相当数量的能量是损失掉的。还有一个缺点是这种抽水储能电站受地理条件限制，一般都远离负荷中心，不但有输电损耗，而J1当系统出现重大事故而不能工作时，它也将失

5、去作用。二、飞轮储能它的具体设想是：在谷值负荷时，将多余电力输入电机，使其驱动E轮加速，这人概需要几个小时，例如从午夜到清晨，然后飞轮保持在高速下转动，到出现峰值负荷时，让飞伦驱动电机作为发电机运行，使飞轮的动能变成电能供给电网。在这一过程中飞轮转速下降,肓到它的最高转速的一半左右。由于采用变速恒频的电力电子技术，输出电能的频率可保持不变。目询，人多数现代E轮储能系统都是111一个圆柱形旋转质量块和通过磁悬浮轴承组成的支撑机构组成。采用磁悬浮轴承的冃的是消除摩擦损耗，提高系统的寿命。为了保证足够高的储能效率，飞轮系统应该运行于真空度较高的环境中，以减少风

6、阻损耗。飞轮与电动机或者发电机相连，通过某种形式的电力电子装置，可进行飞轮转速的调节，实现储能装置与电网Z间的功率交换。飞轮储能的i个突出优点就是儿乎不需要运行维护、设备寿命长且对环境没有不良的影响。£伦具有优秀的循环使用以及负荷跟踪性能，它可以用于那些在吋间和容量方面介于短时储能应用和长时间储能应用Z间的应用场合。三、可充电电池储能电池有多种类型：铅酸电池是人们最熟悉的一种可充电电池。现在密封型免维护的铅酸电池匚成为这类电池的主流。碱性电池中的镉繚电池现在已被線氢电池逐步取代。碱性电源比起铅酸电池有容量大，结构坚固，充放循环次数多等优点，但其价格也贵得

7、多。这就限制了在能源领域中的应用。另一类性能优弄的电池是锂离子二次电池。它彻底解决了充放电的记忆效应，大大方便了使用，在制造过程中基本上避免了对环境的污染，有绿色电池Z称。主要缺点是价格太贵，目前它主要用于通信和信息设备屮，但由于它的高储能密度，很有-可能用在电动汽车等交通工具中。如果能进一步提高储能密度并降低成本，那么它将很有希望用于供电设备的储能中。四、超导储能磁场储能就是在电感线圈中充入电流而储存电能。磁场储能中又以超导线圈储能授优。由于超导线圈在运行时没有电阻，因此它的储能效率很高。同时它的电流密度远高于常规线圈，可以做到很髙的储能密度。另外它可

8、以用极快的速度存入和放出电能，适合于在瞬变状态下，例如电力系统的暂态过程下使用。