摘要：我国在世界能源消耗总体水平中占据首要位置，随着能源的日益匮乏，新能源技术逐渐被应用于各个领域。在电力系统中，储能技术是维持新能源电力系统的重要手段，本文就新能源电力系统中，储能技术的巨大作用与应用方法进行研究与阐述，并对新能源电力系统储能技术展开探讨。
关键词：新能源；储能技术；电力系统；系统能源
引言
近年来，随着能源危机和环境污染形势的日益严峻，世界各国都在加紧开发可再生能源发电和大规模储能技术，着力构建高效、安全的未来智慧能源网。大规模储能技术是这场能源革命的关键支撑技术，不仅可以有效解决可再生能源发电的间隙性和波动性，实现其发电的平滑输出；而且还可以用于电网的消峰填谷和电能质量的改善等。因此，近年来世界各国对储能技术的研发越发重视。
1新能源电力系统中储能技术的作用
新能源电力系统主要是依靠风力、太阳能等自然的方式进行发电，但不同于传统的火力发电与水力发电技术，新能源发电技术的应用与发展都不够成熟，存在一定的技术应用缺陷，电力供应无法确保其稳定性与连续性，就需要通过储能技术来减少电力能源的无端损耗，提高能源转化效率，提高新能源电力系统的安全性与稳定性，进一步推动新能源电力系统的发展。同时，新能源电力系统中储能技术的应用，还能够减少用电高峰时期的电力负荷，提高电力系统中相关设备的使用效率，避免超负荷使用导致电力设备遭到损坏，减少电力系统故障的可能性，提高电力能源供应质量与效果，满足人们日益提升的电力能源需求。2017年11月国家能源局发布《完善电力辅助服务补偿(市场)机制工作方案》，给予储能与发电企业、售电企业、电力用户平等市场主体身份。但在现有的市场化的电力定价方式及交易体系下，实现方案落地，还缺乏细化实施办法；在补偿标准方面，也缺乏可开展市场化推广的空间，不能体现电化学储能在电力系统、能源体系中所发挥的作用，其价值难以通过市场交易获得收益，成为制约我国储能产业快速发展的最主要原因之一。
2电力系统中储能技术的应用
2.1抽水储能的应用
在电力系统中对储能技术进行合理应用之后，除了可以是系统的供电效果获得大幅度提升之外，还能使自然能源的使用量显著降低，有利于能源的节约，符合持续发展的要求。抽水储能技术具体是指当电力负荷处于低谷期时，从下游水库将水抽到上游水库当中，并将电能转换为重力势能存储起来，在电网负荷处于高峰期时，将这部分存储的电能释放出来，从而达到缓解高峰期用电量的目的。通常情况下，抽水储能的释放时间为几小时到几天，其综合效率最高可以达到85%左右，主要用于电力系统的调峰填谷，该技术最为突出的特点是不会造成能源污染，同时也不会对生态环境的平衡造成破坏。在电力系统中对抽水储能技术进行应用时，需要在基础设施建设的过程中，合理设计储水部分，同时还应确保抽水的力量大小与实际需求相符，具体可依据发电站的规模进行计算。随着容量的增大，存储的能量也会随之增加，为确保电力供应目标的实现，需要输水系统的参与。故此，输水管道与储能部分之间的连接应当紧密，并尽可能减少管道的倾斜角度，由此可以使水流达到最大的冲击力，一次抽水后，可持续对能量进行释放，进而保证发电的连续性。
2.2电磁储能技术
电磁储能是一种实现电磁能与电能相互转化的储能技术，包括超导磁储能与超级电容器储能两种技术应用方式。其中，超导磁储能技术是将超导材料制成线圈，由电力网络经过变流器进行供电并提供工作磁场，能量转换效率较高，约达90%左右。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆超导储能技术具有高转换效率、快速响应及环保等特点，在超导状态小，线圈的电阻可以忽略不计，对于能量的损耗极小，可以进行长期供能。但提供时，超导体线圈，需要在超低温液体中保存，就需要投入大量的成本，且技术应用较为复杂。超导储能技术的应用，可以通过新能源电力系统合理控制电压与频率等，确保电力供应的稳定性。另外，这种技术的应用可以实时交换大容量电力能源，并且补偿其功率，在瞬态的情况下提高电能质量，在暂态的情况下提高电能稳定性。
2.3压缩空气储能技术
压缩空气储能技术是另一种能实现大规模工业应用的储能方式，在电网负荷低谷期将富余电能用于驱动空气压缩机，将空气高压密封在山洞、报废矿井和过期油气井中；在电网负荷高峰期释放压缩空气推动燃汽轮机发电。压缩空气储能具有储能容量较大、储能周期长、建设成本相对低等优点，主要可用于大型系统的电力调峰、分布式储能和发电系统备用。我国中科院工程热物理研究所、华北电力大学等一些科研机构和高校正在进行压缩空气储能电站热力性能计算、经济性能和商业应用等的研究。但大多集中在理论和小型实验层面，目前国内还没有投入商业运行的压缩空气储能电站。但是压缩空气储能电站的建设受地穴、矿井等特殊地形条件的限制，对地质结构有特殊要求，而且还依赖燃烧化石燃料，必须与燃汽轮机配套使用以及需要大型储气装置。
2.4飞轮储能的应用
可将飞轮储能与风力发电相结合，由此可使风能的利用效率获得大幅度提高，同时发电成本也会随之显著降低，可以为电力企业带来巨大的经济效益，很多发达国家的岛屿电网采用的都是风轮储能，如美国、日本、澳大利亚等等。在电力系统中，绝大多数故障及电能的运输风险等问题，都具有暂态稳定性的特征，由此会对电网储能系统造成较大的影响。飞轮储能技术在电力系统中的应用，能够对电网中的故障问题进行灵活、有效地处理，为电网的安全、稳定、可靠运行提供了强有力的保障。这种储能技术最为突出的优势在于容量大、密度小、速度快。因此，在相同的容量条件下，应用飞轮储能可以达到双倍的调节效果。
2.5化学储能技术
化学储能通常是利用电池来储存能源，是以电池正极与负极之间的氧化还原反应实现充电与放电，利用电力能与化学能之间的相互转换进行储能，是应用最为广泛、发展最为成熟的新能源电力储能技术。由于电池储能技术的发展较为成熟，因而电池的种类也十分繁多，包括锂电池、铅酸电池、金属空气电池等。化学储能技术相较于其他形式的储能技术，在能源转化、电能容量、技术应用成本等多方面，都具有较大的优势。其中，锂电池是当前应用性能较佳的电池，能量转换效率较高，约达85%，能量密度也比较大。另外，金属空气电池是一种绿色电能储能技术，是将氧气作为正极，将活泼金属如铝等，作为负极，氢氧化钾、氢氧化钠或氯化钠等作为电解液，使氧气向化学反应界面进行扩散，与活泼金属发生反应而产生电力能源，具有成本低、低碳环保、可回收等优势，同时可以快速完成充电过程，但还没有实现产业化与规模化发展。
结语
综上所述，储能技术能够实现电能的储存，突破了传统电能即发即用的特点，能够解决传统发电不能解决的诸多问题。而随着社会经济的快速发展，储能技术已在新能源发电等诸多方面得到了广泛的应用，有效促进了智能电网的发展，提高了电网供电质量。为此，国家在应用储能技术时，必须根据电力生产结构、用电规划等的不同，合理应用储能技术，才能够充分发挥储能技术的优势，以实现智能电网经济价值的最大化。
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论文作者:金国锋,刘玲玲
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/12
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