摘要：储能技术是电力系统进行灵活电力调度、实现新能源消纳和高品质供电的关键技术之一。压缩空气储能（compressedairenergystorage，CAES）和抽水蓄能都是能量型储能技术，规模可达百兆瓦级及以上，寿命可达几十年，适合于电网级的大规模应用。抽水蓄能是目前电力系统应用最具规模的储能方式，但由于地理条件等因素制约，开发利用受限，不能完全满足电力系统发展的需求。鉴于此，文章结合笔者多年工作经验，对储能技术在电气工程领域中的应用与展望提出了一些建议，仅供参考。
关键词：储能技术；电气工程领域中的应用；展望
引言
近年来，随着能源清洁低碳转型的深入推进，各种新型能源形式不断涌现。其中，储能是提升传统电力系统灵活性、经济性和安全性的重要手段。传统的抽水蓄能和以电化学储能为主的非抽蓄储能，在电力系统中发挥着调峰、调频、备用、黑启动、需求响应支撑等多种作用。
1、储能在电网中的应用价值
从实际的角度来讲，对先进的储能技术进行科学合理有效的应用，能够极大的促进可再生能源的发展，特别是在电力以及电储能技术方面。从目前的情况来看，电储能技术在可再生能源发电并网、分布式能源、微电网以及电力系统移峰填谷等领域已经逐渐发挥出了越来越大的作用。将储能技术应用到电网当中，一般都会在输配电侧进行安装，并且可以在电压支撑、备用容量无功支持、调频等方面发挥出了关键性的作用。
1.1储能调频
为了能够有效的缓解间歇性电源并网对整个配电系统运行的稳定性所造成的影响，可以对储能调频技术进行有效的应用，能够发挥出极大的作用。在储能参与调频的控制策略方面，储能配置在发电侧辅助调频主要是由于系统调频的过程中火电组织相应的速度相对较慢，无法对短周期调频的问题进行有效的调节和控制。在这样的情况之下，根据实际情况对电池储能控制器的相关参数进行适当的改进和优化，可以实现储能在调频过程当中发挥出更好的作用，实现更多的新能源发电并网。
1.2储能调峰
如果可再生能源发电并网的比例过高，势必会给电力系统调峰带来极大的压力，采用储能辅助调峰的方式可以使这一问题得到有效的缓解和解决。到目前为止，由于储能技术应用的成本较高，会对其实现规模化的应用造成极大的影响和阻碍。
1.3储能备用容量和扩展容量应用
当前，对于备用容量方面的研究工作相对较少，只是在微电网孤岛运行的过程当中与风电机组、柴油机等进行协调，将其作为备用容量参与到一次调频当中，实现此项功能能够凭借在输电侧增加压缩空寂储能技术系统中的流量、温度以及气压等，使之形成相互作用的机制，准确的反映出压缩空气储能电站分钟级运行特性的容量约束。
2、储能技术的影响因素
2.1储能变流器效率因素
给储能变流器做一个模拟实验，根据数据分析其效率，对比出产效率分析：1）半导体的开关损耗和导通损耗；2）磁性元器件的铁损和磁损。可排结合厂家意见排查原因。亦可通过直流电压合理配置，使电池电压尽可能处于MPPT的工作范围内，能够较好地提升逆变器自身的效率。A项目因运行时间仅1年，经检测各项数据均正常。
2.2电池因素
电池衰减为系统效率影响最大因素，检测电池系统衰减情况，对比产品手册衰减，查看其衰减是否超出预期。反向排查起因，是否因运行策略、环境温度、电池一致性等因素引起。若因运行策略引起，则合理调整运行策略；若因环境温度引起，则排查暖通系统运行策略，确保其在合理环境温度下运行；最后整理电池一致性，对比BMS采集的各电池性能，将电池重新分类、并串，确保单簇电池一致性较高，其重新分类建议1年-2年完成一次。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆A项目并网运行系统效率为88.50%，运行一年多后检测系统效率为85.91%，经电池重组后测试系统效率为86.83%。若运行时间久则该整改措施效果会更加显著。
3、储能技术在电气工程领域中的应用
3.1大规模CAES系统储能发电机组运行控制
CAES系统不仅可以平抑新能源出力波动以及以多种能流形式（电、热、冷）综合消纳新能源，还具有为电力系统或能源市场提供各种辅助服务的潜在能力。从另一方面而言，也只有充分激发储能系统的辅助服务功能，才能提高CAES系统综合能效，全面提升技术经济性，使其具备足够的竞争力。从电力系统角度而言，CAES系统的各种功能实现，依赖于储能发电机组的运行控制。一般而言，其控制结构与传统发电机类似，包括调速控制（即转速/频率/有功控制）和励磁控制（电压/无功控制）。做功工质进入原动机之前，通常还有一级提升或稳定工质品质的控制，如空气再热控制。压缩空气释能膨胀过程中，原动机出力调节依赖于膨胀机进气阀门，与汽轮机的调节基本类似，可以采用附录A图A3所示的调速器传递函数框图实现。由于“容积效应”的存在，调节会有一定的时滞，所以采用一阶惯性环节来描述。根据分析，定速CAES系统恒频发电、变速CAES系统恒频发电、变速CAES系统变频发电这3类CAES是能发电方式各具特点。本章将对其发电机组的运行控制进行分析。
3.2协调优化控制技术
大规模CAES系统膨胀发电过程涉及复杂的高温高压热动力学过程、高速机电能量转换过程以及快速电磁过程。这些具有不同时间尺度的能量转换过程相互耦合，要实现高效率的能量转换对其整体控制提出了严峻挑战。无论是采用定速运行发电方式还是采用变速运行发电方式，要实现高效率膨胀发电，其运行控制策略都需要综合考虑级间再热换热、膨胀机势能—动能转换、以及发电机机电转换等多过程协调优化控制，涉及到多时间尺度多能流控制建模，问题较为复杂，同时，CAES固有的宽范围变工况特性则导致问题进一步复杂。对于大规模VS-CAES，由于需要利用改变转速提高系统膨胀发电效率，因此协调优化控制策略问题的求解规模会进一步增大。
4、储能技术在电气工程领域中的展望
用户侧储能直接面对终端用户，具有规模小、数量大、接入灵活、布局分散等特点，利用峰谷价差等方式盈利的模式较为清晰。然而，由于峰谷电价受政策影响较大，该模式盈利的不确定性较强。结合用户侧储能自身特点和商业模式来看，当前，建议通过价格信号引导用户侧储能高效参与系统调节。用户侧储能的“互联网+”特征和共享潜力强，可考虑积极探索综合能源服务、绿电交易、需求响应、能源托管、融资租赁等新型商业模式，充分挖掘用户数据资源价值，开发储能、能源大数据和金融服务等新型能源服务业务及综合解决方案。随着满足电力系统应用需求的储能技术研发的推进，以及市场机制的逐步完善，储能对系统安全高质量运行的价值将被充分激发。未来，伴随新能源的大规模展、储能的技术突破和成本快速下降，储能对电力系统安全高效运行、能源互联网创新业态发展将发挥越来越重要的作用。
结束语
储能的迅速发展主要受系统平衡需求、政策体系及储能技术进步等因素驱动。对于以电化学储能为代表的非抽蓄储能而言，目前其发展由市场驱动，更适合分散式、小规模应用。未来，随技术经济性更加成熟和新能源更大规模并网，也可视需要推动大容量系机电化学储能建设
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论文作者:张仕华
论文发表刊物:《基层建设》2019年第24期
论文发表时间:2019/11/15
标签：储能论文; 系统论文; 技术论文; 电力系统论文; 电池论文; 能源论文; 效率论文; 《基层建设》2019年第24期论文;