摘要：新能源电力系统的发展，是人类不断探索新能源与可再生能源应用的产物，也必将在电力供应系统中占据越来越重要的地位，但现阶段，新能源电力系统的发展与应用还不够成熟，还存在电力供应不稳定、不连续等问题，限制了新能源电力系统的进一步应用，因而需要电力储能技术，减少新能源电力系统不稳定、不连续所带来的弊端，提高新能源电力的应用范围与应用效果。
关键词：新能源；电力系统中；储能技术
引言
随着科技的不断进步，智能电网以及能源互联网也随之进步，人们对于电能的需求量越来越大，电力系统对于储能技术的要求也就随之升高。储能技术在电力系统的各个环节都得到应用，因此储能技术的发展也会对整个电力系统产生影响。现在关于储能技术各个国家都有相应的政府对此进行支持，我国也没有例外。相信随着储能技术愈发规模化能够让储能技术更好的应用到我们的生活中，给人们的生活带来便利。
1储能技术简介
1.1自然界的储能
全球几乎所有能源都通过一种方式或者其他方式与太阳相关。我们使用的大部分能源都是以不同形式储存的太阳能。这样的自然能源介质包括有机燃料(木材、煤、油)、水蒸发和风。风是太阳能几个季度累积的结果，河流蒸发是太阳能短期累积的结果，而有机燃料则是太阳能数十亿年累积的结果。
1.2应用于电力系统的储能技术
应用于电力系统的储能技术属于人工储能，它是把电力系统产生的能量转换为一种适合储存的形式，并保持一段时间，需要时再将其转换为消费者所需形式的电能，并送回电力系统中。发展储能技术的意义主要有三点：（1）节约和有效使用化石燃料；（2）为了从自然界中获取太阳能、风能、潮汐能这类间断性能源并加以有效的利用，必须要配备相应的储能系统。（3）储能技术的发展为科技生产提供了各种间断性能源或特殊紧急用能。
1.3电力需求侧储能技术
电力需求侧储能又可称为用户级储能。与供应侧储能作用类似，是将需求侧电力需求进行时间上的转移，即将用电高峰时的需求转移到用电低谷时期。同时，需求侧储能技术的应用，可以更好帮助电力系统接纳分布式电源，尤其对新能源分布式电源的接纳具有重要意义。在能量消耗的四种形式即机械、热、光、电中，传统认为只有热能可以由与电力系统相连的消费者(即电力需求侧)储存，即现已发展成熟的蓄冷、蓄热技术。而随着科技的发展，电动车这种以蓄电池电能作为主要驱动力的交通工具问世，给需求侧的电力储能提供了市场。同电动车相似，最近几年电池墙技术逐渐应用于我国建筑中。
2新能源电力系统中的储能技术
2.1物理储能技术
物理储能是常见的新能源电力储能的方式之一，具体包括三种技术：抽水储能技术、压缩空气储能技术与飞轮储能技术。其中，抽水储能技术是利用低谷电价来实现电力能源的存储，是当前技术应用最为成熟的大规模储能方法，具有运行成本低、水资源消耗大、储能消耗功率高等特点。这种技术的应用需要在河流的上下游各配建一个水库，波谷负荷时的蓄能技术，会使电动机处于工作状态，将下游水库中的水泵出，到上游水库中进行保存；在波峰负荷时的储能技术，会使发电机处于工作状态，利用上游水库中的水力进行发电。这种储能技术的应用，能够实现70%左右的能量转换。而压缩空气储能技术，也能够实现大规模工业用电的能量储存，在电力网络负荷波谷时，用电力能源来压缩空气，并将空气通过高压密封的方式，储存在废旧矿洞、储气罐、废弃油井或储气井当中，在电力网络负荷的高峰时期，释放经过高压压缩的空气，来转动汽轮机进行发电，具有相应速度快、使用效率高等特点，能够实现75%左右的能量转换，是一种发展空间较大的储能技术。
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2.2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。
2.3基于储能的能量流优化和能量调度技术
对于多种能源耦合在一起的能源互联网中，能源由于多元化的问题，在进行输入输出以及配置时会变得较为复杂。同时，由于各类设备的“即插即用”及故障情况下的“网络重构”，也会导致能源流路径出现多变的特点。这种多元化和多变性，对能源互联网的设计和运行带来了挑战。解决能源流的多边形和多元化，需要对其进行优化，一般会设定一个系统能量的最低总费用的消费目标，对能量各路径上的功率进行控制，从而对各元件生产或者消耗功能进行分配问题的解决。为了避免系统在运行时，受到储能效率和储能容量的影响，因此，需要考虑对多个潮流断面进行周期时间内的联合优化。前文提到，通过设定系统周期内的最低运行费用为目标，对该周期内的元件功率进行合理的分配优化，可以建立储能的多能源系统的优化调度模型。在模型中，对储能的工作状态（储能、释能和空闲）在切换过程中，进行调度优化。
2.4电化学储能
电化学储能具有设备机动性好、响应速度快、能量密度高和循环效率高等独特优势。近年全球电化学储能装机规模高速增长，近五年复合增速27.5%。我国2016年电化学储能装机同比增加78.5%。当前国内重点发展的电化学储能技术有全钒液流电池、锂离子电池和铅炭电池等。钠硫电池技术主要由日本NGK公司垄断。锂电储能商业化潜力大。近年来锂电池技术发展较快，占当前国内化学储能装机比重50%以上。自2013年以来，锂电池成本下降已超过50%，目前约为1500-4500元/千瓦时，商业化潜力较大。综合技术参数和经济性指标，未来锂电池在分布式发电、调频调相、稳定输出、偏远地区供电等多个领域均具有较好的应用前景。
2.5相变储能技术
相变储能技术是通过相变材料进行吸热与放热实现能量存放的技术，具有较高的能量密度，同时其相变储能的装置设计简单，能够进行灵活调整，便于使用与管理，包括电储热技术、熔融盐储热技术与冰蓄冷技术三种。其中，电储热技术是利用水与金属的储热性能实现技术应用的，水的热能存储技术，是将水作为介质存储热能，便于运维管理，成本投入较少；金属的热能存储技术，是将金属作为介质存储热能，利用金属的固体与液体之间的物态变化来进行热能的存放，具有高温度、高导热性等优势。
结束语
储能虽然在我国起步较晚，但随着我国新电改方案的实施，清洁能源发电、智能微电网、电动汽车等行业的发展将不断提速，储能技术的应用将形成新的发展趋势。在发电、输电、配电以及用电等各个环节，储能技术将得到广泛的应用。
参考文献:
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论文作者:杨知化,王舒扬
论文发表刊物:《电力设备》2018年第13期
论文发表时间:2018/9/12
标签：储能论文; 技术论文; 电力系统论文; 新能源论文; 能源论文; 电力论文; 能量论文; 《电力设备》2018年第13期论文;