电能储存技术综述.doc

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1、电能储存技术综述摘要：电能存储技术是实现电能节能使用的有效手段，是目前广受关注的研究领域。介绍并详细分析了各种电能存储技术的概念和特点;针对电能存储技术的主要应用领域进行了深入的阐述;展望了电能存储技术的发展趋势和研究重点。关键词：电能储存技术；能量转换；电力系统；Title:ElectricalenergystoragetechnologyAbstract:theelectricalenergystoragetechnologyistheeffectivemeansofenergysavingelectricenergyuse,

2、isthemostpopularfieldofstudy.Introducesandanalyzestheconceptandcharacteristicsofallkindsofelectricalenergystoragetechnology;themainapplicationfieldsofelectricenergystoragetechnologyindetai1;theprospectanddevelopmenttrendofelectricenergystoragetechnologyandresearchfocu

3、s.Keywords:electricenergystoragetechnology;energyconversion;powersystem;引言：自人类应用电力160多年来，电力极大地影响了我们的生活。但是，如何方便经济高效地使用电力，仍然是电力系统中的难题，目前人们还无法实现大规模的储存电能，因此，电力的生产、输送和消费几乎是同时发生的。一、各种电能存储技术的简介(1)抽水蓄能：即把低水位的水泵至高水位的水库中，将电能转换成水的势能储存起来。待负荷尖峰出现时，再启动水轮发电机组向电网补充电能。物理储能中最古老、最成熟也是世界

4、应用最普遍的是抽水蓄能，抽水蓄能电站具有两大特性：一、它既是发电厂，又是用户，抽水储能是在电能过剩的情作用是其他任何类型发电厂所没有的；二、启动迅速，运行灵活、可靠，对负荷的急剧变化可做出快速反应。主要用于电力系统的调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用等。其能量转换效率在70%—75%左右。目前世界范围内抽水蓄能电站总装机容量9000万千瓦，约占全球发电装机容量的3%。其缺点是，这种储能方式造价较高,建设周期较长，而且抽水储能电站的选址又受到地形的限制，建设难度较大。(2)压缩空气储能：将电网用电低谷的富余电量，由电动机带动空气压

5、缩机,将空气压入密闭的下洞穴储存起来，即将电能转化为空气的气床内能。当电能富裕时，通过压缩机将空气压入地下储气体进行储能，当负荷高峰出现时，即由压缩空气推动涡轮机组发电。但这种储能方式的大容量装置造价极高，建造周期也长，只有发达的工业国家才能够采用。压缩空气蓄能电站有许多优点：①改进电网负荷率，提高了经济性，使系统中大型发电机组的负荷波动减小，提高了它们的可靠性。②和抽水蓄能电站相比，站址选择灵活。它不需建造地面水库，地形条件容易满足。③压缩机由电网供电的电动机驱动，因此汽轮机的输出功率全部用于发电,其发电功率是常规燃汽轮机电站的

6、3倍。同时由于大量能量储存在空气和燃料中，与抽水蓄能电站相比，有很高的能量密度。④提高了系统的灵活性。压缩空气蓄能电站在压缩空气瞬间即可■使用，在无照明的条件下也可以启动而旦启动快,3分钟即可从空载达到额定出力，适于作旋转备用。⑤可以实现模块化。压缩空气蓄能电站可以积木式地组装。一座220MW的电站可用25-50MW的小型压缩空气蓄能电站积木式地逐年扩建发展。(1)飞轮储能：飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成机械能储存起来，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。飞轮储能器中没有任何化学活性物质,也没有任何

7、化学反应发生。旋转时的飞轮是纯粹的机械运动，飞轮在转动时的动能为：E=1/2Jcd0式中:J为飞轮的转动惯量;刃为飞轮旋转的角速度.(右图为美国宇航局使用的41000RPM飞轮储能装置)飞轮转动时动能与飞轮的转动惯量成正比。而飞轮的转动惯量又正比于飞轮的直径和飞轮的质量，过于庞大、沉重的飞轮在高速旋转时，会受到极大的离心力作用，往往超过飞轮材料的极限强度，很不安全。因此,用增大飞轮转动惯量的方法来增加飞轮的动能是有限的。飞轮储能装置中有一个内置电机，它既是电动机也是发电机。在充电时,它作为电动机给飞轮加速；当放电时,它又作为发电机

8、给外设供电，此时飞轮的转速不断下降；而当飞轮空闲运转时，整个装置则以最小损耗运行。轮储能具有效率高、建设周期短、寿命长、高储能、充放电快捷、充放电次数无限以及无污染等有点。适用于电网调频和电能质量保障。(2)超导线圈储能：是一种电感储能，将直流电以