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摘要:在经济技术发展的时代背景下,电能需求不断上升,这就对电能的持续供应提出了更高的要求,而以往的电力生产环节却存在一定的缺陷,电能难以完成内部存储,在技术不断完善的同时,储能技术应运而生,这就相对增加了电能存储优势,从根本上提升了电能生产质量,在这一推进环节中,包含了生产、传输及使用的流程化项目,电网运行基础及流程是难以更改的,因此其缺少一定的灵活性,为安全问题也难以得到精准控制。下面就从其中存在的问题入手,提出了优化对策及调整方向。
关键词:储能技术;电气工程
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,机械储能涵盖存压缩空气储能、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、铿离子电池、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问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、可再生能源等具备较大容量和较大规模的环境下进行使用。基于以上因此,本文就当前最为常见的储能技术在电气工程当中的使用进行论述。
2电能生产中存在的问题及储能技术的作用
2.1电力系统的安全运行存在阻碍性问题
在当今社会,电力需求不断增加,这就使得电力系统不断调整,其内部运行环境也就更加复杂,不仅电力系统容量呈现出了量化增加特点,电网更是有所拓展,而电网的稳定性就会相对下降,这将会阻碍电力事业的高效发展,其运行环境的安全性也难以得到基本保障,这就需要从电网运行的实际情况入手,开展有针对性的强化工作,在这一环节中应当增强各个部分的强耦合性、系统运行环境也需要作出适宜性调整。因此不难发现,大电网稳定性的缺失,不仅会对电网运行的安全性造成不良影响,更会阻碍电力事业的高效发展。
2.2可再生能源的利用效率低
在当今社会,能够消耗总量不断增加,例如石油等不可再生资源,在不断开发并使用这类能源时,其存在量逐渐减少,并且呈现出了耗竭现象。因此,能源应用问题日益激化,这就需要寻找替代能源,实现能源结构的优化调整,而风能及太阳能等资源是可再生资源,在将这类资源进行高效利用后,就能在一定程度上缓解能源应用问题,实现能源的可持续发展。而电气工程领域对能源的耗费程度较高,为了解决能源利用现状,就需要应用可再生资源对应用能源做出替换。但是在实际应用环节,能源利用率却普遍不高,并且稳定性难以保证,这就使得资源利用效率难以提升。
2.3存在环境污染问题
环境污染问题中一个比较重要的方面就是大气污染,特别是在现代社会中交通运输工具的发展下,越来越多的尾气排放都被排放到大气中,因此这一问题现在也引起了人们的广泛关注和重视。在传统交通工具的使用过程中,主要是以燃烧化石燃料为主要的动力来源,比如:石油、柴油等。但是为了更好地对现代尾气问题和环境污染问题进行解决,也提出“低碳环保,绿色出行”的理念,因此交通运输工具的驱动系统逐渐转为电力驱动也是在这个背景下提出的。在这方面,如何大幅度地提高蓄电池的储能密度和实现蓄电池的快速充电是需要认真研究的问题。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆另外,从能源系统的特性看,热机的能量密度大于蓄电池,其功率密度却小于通常的蓄电池,如果将这两种动力源结合起来,使其优势互补,则可构成混合动力推进系统。在这样的系统中,储能装置如何提高充电效率、延长放电时问、提高输出比功率等都是未来交通运输和推进系统必需解决的关键技术问题。
3储能技术方式
3.1抽水储能技术
按照相关的容量对抽水储能电站进行建造,一般情况下,储存能量在释放的时候能释放少则几个小时,多则几天,并且效率都能保持在75%左右。这种方式通常应用在能量管理和频率控制的领域。抽水储能的一项最大的特征就是储存的能量非常大,也正是由于这项特点,所以和电力系统的发展是十分切合的
3.2蓄电池储能技术
用于储能的NaS电池可以对脉冲功率进行输出,同时由于高效的功率,因此在通常输出的功率也是额定功率的6倍,但是整项工作的开展通常不会超过30s。这一特点使得我们能更好地对电能进行调整和完善,将整体的设备经济性进行有效提升和发展。
3.3超级电容器储能技术
一般情况下,超级电容器要比常规的电容器更具有介电常数、耐压力且拥有较大的表面积。例如:陶瓷超级电容器的绝缘能力就比较强,同时由于陶瓷超级电容器的耐压水平比较高,因此这项技术也为今后储能的应用和发展提供了良好的基础。
3.4压缩空气储能
压缩空气储能常用于调峰用燃气轮机发电厂,对于同样的电力输出,采用CAES的机组所消耗的燃气要比常规燃气轮机少40%。这是因为,常规燃气轮机在发电时大约需要消耗输入燃料的2/3进行空气压缩,而CAES则可利用电网负荷低谷时的廉价电能预先压缩空气,然后根据需要释放储存的能量加上一些燃气进行发电。压缩空气常常储存在合适的地下矿井或者溶岩下的洞穴中。
4改善电能存储技术的主要方向
4.1发展电力电子技术
在电力行业的发展过程中,各种能量形式能否真正地进行有效的转换和发展,会直接对我国储能技术产生影响。因此对于快速、大容量同时成本又比较低的能量转换问题进行解决,就是一项非常重要的问题。在这个基础上,我们发展电力中的电能存储技术,将使电力行业得到更有效的进步和提升。
4.2对于各种储能技术的有效利用
由于每项储能技术的特点不同,因此在优点和缺点上都会有很多不同。在实际生产建设过程中,我们也不可能只采用一种储能技术对工作进行开展和完成。在这个基础上就要对各种技术进行适当的发挥和利用,根据实际生产和应用的具体要求,要对储能技术中的优势进行有效利用,对不足的地方进行改善。
4.3寻找新的应用领域
发展的过程中,在对储能技术进行完善和发展的过程中,也要适当地开发和研究新的储能技术,保证技术不断地提升和进步。在对原有的技术和应用领域进行改善的时候,要及时地对原有的问题进行改善,避免出现局限性。同时要想让储能技术在应用的过程中向着更全面的方向发展,在进行服务的过程中就要不断开发新的应用行业和领域,使储能技术在今后的发展过程中得到更好的进步和应用。
5结束语
综上所述,通过研究了解到,作为中国社会发展中一项}一分重要的基础性产业,电能无时无刻都在影响着人们的生活和社会的发展。通过对储能技术在中国电气行业和工程中的应用进行分析,不仅对储能技术的重要性进行了有效突出,同时还对中国今后怎样提升电能存储方式和方法提出了一定的建议,对电能的发展有着很大的帮助。希望通过研究和分析,能对今后中国电力行业的发展起到更大的帮助作用,全面促进中国社会发展和现代化水平的进一步提升
参考文献:
[1]汪科.电气工程领域中的储能技术分析与研究[J].农田水利,2016,(05):299
[2]方伟中.储能技术在电气工程领域中的应用与发展[J].低碳技术,2018,(01):169
论文作者:陈军
论文发表刊物:《建筑细部》2018年2月上
论文发表时间:2018/9/7
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