摘要：储能技术是满足可再生能源大规模接入的重要手段，也是分布式能源系统.电动汽车产业的重要组成部分.在能源互联网中具有举足轻重的地位。本文阐述了什么是储能技术以及为什么要加大对储能技术的研究，指出了几种储能方式的优、缺点和我国储能产业发展的现状。
关键词：电力储能；储能方式；储能产业；扶持
引言
储能是智能电网、可再生能源高占比能源系统、“互联网+”智慧能源的重要组成部分和关键支撑技术。储能能够为电网运行提供调峰、调频、备用、黑启动、需求响应支撑等多种服务，是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段；储能能够显著提高风、光等可再生能源的消纳水平，支撑分布式电力及微网，是推动主体能源由化石能源向可再生能源更替的关键技术；储能能够促进能源生产消费开放共享和灵活交易、实现多能协同，是构建能源互联网，推动电力体制改革和促进能源新业态发展的核心基础。在当今能源紧张的情况下，储能没有时间和空间上的限制，因此储能技术的研究和发展需要更大的进步。
1储能技术
1.1抽水蓄能电站
抽水蓄能电站的工作原理是在用户用电的低谷的时候运用水泵把水从下游水库抽到上游水库，通过这种方法可以把水的势能存起来;在用户用电量较高时，利用水的重力势能带动水轮机发电。它的优点是：技术成熟，容量可以做到很大，缺点：受地形的影响，远离负荷，输送的损耗大。主要适用于削峰填谷和系统备用。
1.2蓄电池储能
蓄电池蓄能是一种常规的储能技术。蓄电池储能就是通过化学反应实现化学能和电能的相互转换。蓄电池储能具有效率高、动态特性好、能用的年数高、几乎不受地形的影响等优点，其额定功率和额定容量可以独立配置，但其能量密度较低、自漏电率较高。主要适用于电动汽车或当作备用电源等。
（1）钠硫电池
优点是它的比能量高、寿命长、运行的成本低、充电时间短、充放电效率高等。它的缺点是对温度比较敏感、后续处理困难，同时运行时需要保持300℃左右的温度。
（2）液流电池
液流电池的种类主要有铁铬、全钒和多硫化钠/溴电池3种，其中全钒电池用到的最多。它的优点是功率输出比较高、快响应、易于维护、安全稳定等，它的缺点是材料受限、成本高。
（3）锂电池
锂电池大致可分为钴酸锂电池、锰酸锂电池和磷酸锂电池等多种电池体系。锂电池的优点：能量密度高、寿命长、安全性高等。
1.3压缩空气储能
压缩空气储能系统的原理是在用电低谷的时候，用电把空气高压密封在报废的矿井等中，在用户用电高峰的时候，运用这些压缩的空气推动汽轮机发电。其优点是电站的投资和发电成本都低于抽水蓄能电站，安全性和可靠性较高，缺点是能量密度低、受岩层等地理条件的限制。主要用于控制频率。
1.4飞轮储能
飞轮储能的原理是利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能以机械能的形式存起来，在需要用到这部分电能的时候，由飞轮带动发电机发电。其优点：①飞轮系统在高真空度的环境中工作，因此可以认为没有摩擦损耗、风阻小、寿命长。②不会对环境产生任何影响，基本上用不到维护。③效率高，可达到90%以上。缺点是能量密度低，自放电率高。主要用于调峰调频、平滑功率的输出。
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1.5超导储能
超导储能的原理是将一个超导体圆环放在磁场中，先把温度降到圆环材料的临界温度下，然后撤掉磁场，由于电磁感应，圆环中就会有感应电流产生，只要温度保持不变电流就会一直存在。由此可见，超导储能是一种理想情况下的储能方式。主要用于提高电能的质量和稳定性。很显然这是一种理想的储能方式。其优点：①功率大、体积小、损耗小。②可以达到很高的储能密度。③反应时间快，毫秒级。其缺点是成本较高，应用受到限制。
2储能技术发展现状
储能技术主要分为物理储能（如抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能等）、化学储能（如铅酸电池、氧化还原液流电池、钠硫电池、锂离子电池等）和电磁储能（如超导电磁储能、超级电容器储能等）三大类。物理储能是目前最为成熟、成本最低、使用规模最大的储能方式，化学储能是应用范围最为广泛、发展潜力最大的储能技术。不同的储能技术目前所处的开发和应用的阶段也不尽相同。从澳大利亚可再生能源署绘制的储能技术成熟度曲线看，水力蓄能是最成熟的技术，全球并网的储能技术应用中，水力蓄能占比达到９９％，其次是气压缩技术、钠硫电池和锂离子电池，其未来的成本有望进一步降低。其中已应用或正处于研发阶段的锂离子电池的种类也各不相同，包括铅酸锂电池、镍钴锰酸锂电池、锂锰氧化物电池、氧化钛酸锂电池、磷酸铁锂电池、锂聚合物电池等。相比其他处于应用阶段的储能技术，锂离子电池储能技术的响应时间更快，能够及时并持续向电网供电，确保电网的稳定性。目前，锂离子电池技术的研究热点在于提高能源密度，从而降低成本，符合商业应用的经济性要求。铅酸蓄电池的制造商正在优化其技术，通过合并电极中的碳，结合超级电容或者其他方式开发“先进铅酸蓄电池”。其他新兴技术包括液态空气储能系统、非／低燃料压缩空气储能、地下水力蓄能和纳米超级电容，这些储能设备具有低成本、充电快、高功率密度、高能效、高可靠性、髙循环次数、低碳以及低放射性等特征。上述储能技术均有各自的技术优势与劣势，因此将不同形式储能技术组合使用，充分利用各自的技术优势优化应用效果正成为业内的另一研究与应用趋势。如超级电容与电池组合使用，由于可再生能源常有剧烈、频繁变化的特点，严重影响充电电池作为储能设备的使用寿命，加上超级电容则可以通过暂时存储几分钟的能量，让整个功率曲线变得非常平滑。
3储能技术发展趋势
3.1新能源领域的发展
未来35年，全球对于新能源的布局会给储能带来非常大的应用空间。如果要用数字和指标来衡量，毋庸置疑，每年都是万亿级的市场。此外还有电动车的发展带动移动储能的方式，这是非常庞大的市场。
3.2用户侧的储能应用场景，包括发电侧的电力系统
典型应用是智能电网、智能社区、职能城市、智能家居。其中，智能电网的发展和应用把储能的价值体现得淋漓尽致，削峰填谷包括对储能的应用。未来的需求会更智能化，对于电能的管理，不管是传统能源还是新能源，怎么满足用电客户的需求、储能在其中又发挥什么样的价值？智能化是对储能产业未来的期待。很多商业公司，包括电力研究院都已经在思考这个问题。
3.3智慧城市，或者说智能微网为储能带来很重要的价值
年轻人对能源互联网应用场景的落地非常感兴趣，这意味着它一定会落地，年轻人的关注代表未来方向。包括虚拟电厂对于能源互联网的支持，在能源优化、商业价值方面一定会起到非常大的作用，同时对于电能提升，包括能源效率提升都会有非常大的帮助。
结语
我国应根据我国的基本国情加紧制定有关的规范，出台相应的政策激励储能产业的发展，最大化运用现在已经掌握的储能技术，把储能与电力系统结合起来，建立示范项目，鼓励社会企业参与。相信随着我国技术的快速进步，我国的储能产业会越来越具有竞争力，会更好的带动我国电力行业的发展。
参考文献
[1]严晓辉，徐玉杰，纪律.我国大规模储能技术发展预测及分析[J].中国电力，2013，46（8）：22-23.
[2]苏小林，李丹丹，阎晓霞.储能技术在电力系统中的应用分析[J].电力建设，2016，37（8）：24-32.
论文作者:苏佳,冯仁军
论文发表刊物:《电力设备》2018年第26期
论文发表时间:2019/1/16
标签：储能论文; 技术论文; 能源论文; 锂电池论文; 电池论文; 电能论文; 密度论文; 《电力设备》2018年第26期论文;