储能技术在电力系统中的应用

罗京（国网湖北省电力有限公司检修公司，湖北武汉430050）

摘要：储能技术是现阶段电力系统发展的一项核心技术，其技术类型包括直接储能和间接储能两种，发挥着能量管理、提高电力系统稳定性、提高电网对新能源的接纳能力、提供调频服务的作用，发展前景广阔。

关键词：储能技术；电力系统；应用

电力能源是我国工业生产以及居民生活中应用最为广泛的一种能源形式，随着社会的发展，电力能源需求量逐渐增加，电力输配送线路铺设的区域越来越广，电力系统的储能需求日益增长。在电力系统电力产生、输配送及使用过程中，都需要应用到储能系统，发挥充电蓄能及放电供能作用，这种时空转移能量的特性会影响到电力系统的构建及运行，因此，世界各国都十分重视储能技术的研究，相继出台国家政策对储能产业的发展进行扶持，比如说2013年德国发布并施行的《支持分布式光伏储能的新政》，而我国也在2014年印发了将储能列为9

[1]

个重点创新领域之一《能源发展战略行动计划(2014—2020)》。

电力系统运行稳定，是提升电力供应服务品质的关键，而

在系统运行过程中，会受到雷电、设备故障等多方要素的干扰，造成功角振荡、电压失稳等不稳定事件。应用储能技术，能够有效解决上述问题，通过储能充电时间及交换功率的控制，快速平抑系统的振荡，通过阻尼系统振荡，切实提升系统运行稳定性。

1电力储能类型

1.1直接储能

直接储能是指以电场、磁场形式储能能量的形式，主要有以下两种：①超导磁储能(SMES)。这一装置充分利用了超导体电阻为零的特性，储能时间长，能量返回率高达80%至95%，且能量释放速度快；②超级电容器。装置中的电极、电解质由特殊材料制成，具有显著高于常规电容器的电常数储能容量及耐压能力，且功率密度极高，对于维持电网稳定抑制电压波动有着显著成效。1.2间接储能

间接储能是一种将电能转化为化学能和机械能储存的形式，其装置类型包括：①抽水蓄能（PHS）。这是在电力系统中广泛应用的一种大容量储能技术，可获得削峰填谷带来的静态效益；②压缩空气储能(CAES)。这是一种单体容量大的高效储能技术，可长期高效储存电能，损耗率小，而且经济性强于抽水蓄能电站，可模块化组建；③飞轮储能(FESS)。这是一种通过调节飞轮转速实现与电网能量交换的装置，具有使用年限常、瞬时功率大、生态环保的特点，可替代传统不间断电源；④电化学储能。这是一种可灵活配置的储能技术装置，发展前景广阔，在电力系统分散式的小容量场合中得到广泛应用[2]。

2.3提高电网对新能源的接纳能力

为了满足电力能源的生产需求，现阶段太阳能发电及风力发电等不稳定的发电形式被纳入电力系统中，使得电力能源生产平稳性受到影响。为了提升新能源供电的可靠性，可增加储能装置，高效储存电力能源，借此缓冲新能源对电网运行平稳性造成的冲击，让电力系统中能够接纳更多的大容量风电场及光伏电站，有效降低分布式发电及微电网的管控、调度难度，促进电力生产的多样化发展，使得可再生能源的可利用性增加。2.4提供调频服务

储能技术可为电网运行提供调频等辅助服务，优化电力生产效益。在现代化电力框架中，储能技术由于快速响应特性被应用于电力调频领域，有效提升了这项工作的效率及精准度，在这一过程中，储能技术发挥了平抑电源、负荷波动的作用。现阶段，美国在应用储能技术提供调频服务方面的技术体系是最为阐述的，这得益于该国在2011年颁布的FERC755号令，经实践其投资得到了合理的回报，为其商业化应用提供了数据支[3]持。

3结语

随着电力技术的发展，以及电力行业运行框架的健全，储能技术在电力系统的应用范围不断扩张，促进了电力系统的可持续发展。我国电力系统在发展过程中逐步完善，但其中仍然有一些继续解决的问题，比如说用电高峰期输配电线路阻塞、电源密集区域时长发生的“窝电”现象，这些现象使得我国电力系统的安全平稳运行受到极大的影响，区域电网互联虽然能够有效解决这一问题，但是有引发区间功率振荡等问题，而电力储能技术的发展及应用，则能够进一步解决相关问题。现阶段，储能技术在电力系统中规模化应用，集中式储能与分布式储能相结合的路径发展，运行效益和经济价值日益凸显。

参考文献：

[1]叶季蕾,薛金花,陶琼,王德顺,杨波.面向电力系统应用的储能技术/经济性分析研究[J].电气应用,2017,36(16):20-28.

[2]李建林,靳文涛,惠东,张义.大规模储能在可再生能源发电中典型应用及技术走向[J].电器与能效管理技术,2016(14):9-14.

[3]张利中,赵书奇,廖强强,周国定,刘宇,支玉清.国内外电池储能技术的应用及发展现状[J].上海节能,2015(10):519-523.

2储能技术在电力系统中的应用

2.1能量管理

近年来，电力使用存在明显的负荷峰谷差，这使得电力生产及输配送管理难度越来越大，建设成本管控难度增加，这时候，削峰填谷显得越发重要。为了满足用电高峰期的供电需求，可大规模应用高效储能系统，提升电力设备和电力能源利用率，减小用电负荷峰谷差，通过低储高发优化电力产业效益。2.2提高系统稳定性

2018年10月

177