摘要：储能就是运用合理的介质或者设备把当前用不到的能量存起来，在用到的时候再从这些介质中放出来的过程。储能技术在现在的国计民生中起着重要的作用，被广泛应用在电动交通工具、预备能源和电网等领域。储能技术对于智能电网的建设起着重要作用，已成为电力系统的重要组成部分。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。
关键词：电网新功能形态下；储能技术；发展愿景；技术路径
1电力系统中常用的储能技术
1.1电池储能技术
电池储能技术是我国的电网运行系统中应用较为广泛的一项技术，为了满足社会需求需要不断改进以便实现可再生能源最大的利用效率，只有这样才能够确保电力系统的稳步运行。我国传统的电池储能技术容量小、效率低的特点已经成为制约电力行业发展的主要因素。目前国家电网整个系统都要加大研究力度，争取创建容量更大的储能设备，这是我国发展进程中首要解决的问题。电池储能技术目前在每一个环节中的应用都十分普遍，应用于电网发电、运输电力、改变电能及相关配电工作中，但是其最主要的功能还是提升系能源的应用、适当进行电网调频、确保备用电源等几种主要的用途。
1.2飞轮储能技术的应用
近几年，我国风力发电迅速发展，已经为我国输送了大量的清洁电力能源。在风力发电中使用的储能技术主要是飞轮储能技术，由于单个风机的电能产出量很小并且具有间歇性，因此，风力发电后产生的电能不能立刻输送到电网中，需要在风机系统中安装飞轮储能系统对电能进行存储，当存储的电能达到一定量时再将其输送到电网中。飞轮储能技术的应用不仅可以提高电网系统对再生清洁电能的接纳能力，还可以保证电网系统的运行稳定。目前，我国的风力发电量虽然相对于用电量来说还只是很小的一部分，但是随着风力发电技术的不断发展和完善，以及更多风力发电厂的建立，将来风力电能在全国电能中占得比例一定会大幅提高。在风力发电过程中应用飞轮储能技术大大较降低了风力输电系统的故障率，保障了风力发电系统的正常运行。
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电磁场储能技术
电磁场储能技术又可细分为：超导磁储能系统、超级电容器储能系统和熔融盐续热储能系统。这三者系统不同于常见的储能系统，目前对其的实用技术仍然不成熟，存在很多技术性的问题需要解决，且由于成本、自然因素等各方面的限制，对其的应用研究也受到制约，不如机械储能技术应用的广泛。要使电磁场储能技术能够大量的投入电力系统的运行需要大量人力财力的堆积。超级电容器是一种新型的储能装置，其最为突出的特点是使用寿命长、功率大、节能环保等。超级电容器主要是通过极化电解质来达到储能的目的，电极是它的核心元器件，它可以在分离出的电荷中进行能量存储，用于存储电荷的面积越大，分离出来的电荷密度越高，电容量就越大。现阶段，德国的西门子公司已经成功研发出了超级电容器储能系统，该系统的储能量也已达到 21MJ/5.7Wh，其最大功率为 1MW，储能效率可以达到 95% 以上。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆
2电网新功能形态下储能技术的发展愿景
2.1常规模式
首先储能应用向用户侧紧凑型和系统级大型应用发展。随着能源互联体系的逐步建立，包含可再生能源的多种能源的互联互补不仅改变电网的调度运营模式，也将改变用户的用电模式。在现有应用于可再生能源的接入和消纳之外，紧凑型储能还将广泛应用于用户侧参与需求响应，提高用户能效，满足用户多元化需求；同时，系统级大型储能也将在电力网络调峰、调频服务中发挥重要作用，从系统规划和调度管理层面实现资源利用最大化。其次储能成为电力系统“发输配用”之外的第5环节。2030年以前，大容量、低成本、长寿命、高安全储能电池技术和低成本、高效率压缩空气储能将初步实现；储能系统容量支撑电网消纳非水可再生能源发电电量的比例达到10%，发输配用储的运行模式在电力系统得到广泛实现，储能资源的广泛存在和灵活高效的特性大大改善电网系统的调度和管理能力，使电力供需从现在的瞬时平衡变成广域时空下的长期平衡。最后分布式储能的规模化汇聚效应凸显。伴随用户侧分布式储能的广泛应用以及电动汽车比例的持续快速增长，分布式储能作为能源互联网络体系构建的必要环节，其规模化汇聚效应逐步显现，通过统筹部署、协同管理充分挖掘其平衡能力，同时跟进切实有效的商业运行模式，促进多种能源的开放互联和供需各方的柔性互动。
2.2突破模式
首先相变储能技术普及使能源互联得以实现。据统计，40%能源消费用于温度调节，蓄冷/热储能与能源转化技术是能源体系中的重要环节。热相变储能技术的突破和普及，将使能源互联的实现成为可能。高温储热系统释能控制及调节技术得到突破，复合型高温相变储热材料及大容量规模化储热装置装备在建筑物的温度调节和能源系统得到普及，实现高温储热技术在太阳能光热电站的技术应用；基于化学储热的储热关键技术实现突破和普及，高效高储能密度的储热装置在用户侧得到普及，实现化学储热技术应用于可再生能源制热储热电站。其次电动汽车等高密度分布式储能使电网形态发生根本改变。根据巴黎协定2050年全球温升不超过2℃，国际能源署预测2050年电动汽车保有量须达10亿辆。按照每辆车80kWh计算，储能容量将达800亿kWh，基本满足2050年预期储能需求（预计风光等可再生能源发电量约1万亿kWh，需配置不到10%的储能，即1000亿kWh满足消纳需求）。锂空气电池等高密度储能关键技术突破将使电动汽车占比超过90%，电动汽车续驶里程和充电速度将实现燃油车完全替代，静态和移动分布式储能接入使集中式的电网结构向分布式结构转变，运行管理方式随之变化，传统电网的形态发生根本改变。再次氢储能的普及将实现多类型能源的广泛利用和灵活转变。氢储能技术的发展完善将带来氢能利用比例在能源存储与转换系统中实现普及，不同能源形式下各种储能方式共存，用能需求多样化。能源转换和控制运行由单一功能向融合多能源+新型用电等多元复合功能过渡，呈现分散自治和集中协调相结合的模式。电网通过氢储能和P2G技术实现多种能源方式的转换与存储，改善调控手段等方式促进可再生能源的利用；可再生能源发电配合储氢装置，成为可调度、可预测、可控制的电源；实现终端用户供用电关系转换、用能设备的能量缓冲、灵活互动以及智能交互；广泛存在氢动力电动汽车资源为氢能接入提供重要的支持。
结语
综上所述，储能技术在现代电力系统中有着不可或缺的重要作用，电力企业应给予足够的重视。
参考文献：
［1］李然．飞轮储能技术在电力系统中的应用和推广［J］．电气时代，2017（6）：40－42．
［2］王姝．储能技术应用于电力系统时的协调控制研究［D］．武汉：华中科技大学，2015．
[3] 叶季蕾，薛金花，王伟，等.储能技术在电力系统中的应用现状与前景 [J].中国电力，2014（03）：1-5.
论文作者:苏玉琢,宋阳,李泰祥,杨洪斌,孟昭渝溪
论文发表刊物:《电力设备》2018年第36期
论文发表时间:2019/6/4
标签：储能论文; 技术论文; 电网论文; 系统论文; 能源论文; 电能论文; 电力系统论文; 《电力设备》2018年第36期论文;