電力儲能技術(shù)

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1、電力儲能技術(shù)摘要：一方面，隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展，用電量的需求逐年增長；另一方面，環(huán)境和資源的壓力使得新能源的大量并網(wǎng)已成大勢所趨，由此帶來的電網(wǎng)安全穩(wěn)定性問題和電能質(zhì)量問題也越來越受到重視。電力儲能技術(shù)為解決這些問題提供了一條解決之道，圍繞電力儲能技術(shù)的相關(guān)研究和應(yīng)用不斷涌現(xiàn)，目前已經(jīng)出現(xiàn)了一系列比較成熟可實際應(yīng)用的或者尚在研究階段的儲能方法。本文介紹了一些常見的電力儲能方法。關(guān)鍵詞：電力儲能，特性，現(xiàn)狀，應(yīng)用；0引言近年來，隨著國民經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，我國的電力需求也迅速增加，帶動了電力行業(yè)的急劇擴張，電網(wǎng)裝機容

2、量實現(xiàn)了飛躍式增長。與此同時，一系列的問題也不斷出現(xiàn)。受自然環(huán)境和人類生產(chǎn)生活習(xí)慣的影響，我國的電力負(fù)荷需求存在著巨大的峰谷差。往往在一年中的某幾個月或者一天中的某幾個小時，電力負(fù)荷需求急劇增大，給電網(wǎng)和發(fā)電廠帶來巨大的運行壓力。而在其他時間，用電量較少，機組運行在低負(fù)荷狀態(tài)，不能發(fā)揮出高效的性能，使電力設(shè)備利用率和運行經(jīng)濟性受到較大影響。如何進行大規(guī)模的電能削峰填谷，實現(xiàn)負(fù)荷平穩(wěn)運行，成為我國電力行業(yè)需要面對的挑戰(zhàn)之一。目前全世界都面臨環(huán)境問題和資源壓力，我國也不例外。一方面嚴(yán)重的環(huán)境污染和巨大的碳排放量已經(jīng)對

3、社會發(fā)展造成了巨大的困擾，另一方面煤炭石油等能源缺口也限制了我國經(jīng)濟的發(fā)展。有鑒于此，開發(fā)清潔可再生能源迫在眉睫，表現(xiàn)在電力行業(yè)，就是風(fēng)能、光伏發(fā)電在近年來得到了蓬勃發(fā)展。然而這些能源隨自然條件的變化而變化，呈現(xiàn)間歇的特性，不能提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。因此存在大量的“棄風(fēng)”、“棄光”現(xiàn)象，造成了資源的浪費。電動汽車是新型負(fù)荷，也是新型家電，具有較好的調(diào)控性，可以納入需求側(cè)管理、電網(wǎng)調(diào)度，并與新能源發(fā)電配合，而且在保護環(huán)境和節(jié)約資源等方面具有傳統(tǒng)汽車難以企及的優(yōu)勢。然而如何快速有效充電、如何保證電池的續(xù)航能力成為限制電

4、動汽車發(fā)展的重要因素。以上種種都表明電力行業(yè)目前存在巨大的機遇和挑戰(zhàn)。而電力儲能技術(shù)是解決上述問題的關(guān)鍵技術(shù)之一。目前電力儲能技術(shù)的研究和發(fā)展越來越受到各國能源、交通、國防等部門的重視，電力儲能的大規(guī)模應(yīng)用將對現(xiàn)代化的電能生產(chǎn)、輸送、分配和利用產(chǎn)生深刻的影響和重要的作用，已成為電力生產(chǎn)利用中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。經(jīng)過長時間的研究和探索，目前已經(jīng)有一些儲能方法投入了實際運行，例如抽水蓄能和壓縮空氣儲能，還有一些儲能方法具有較好的應(yīng)用前景，但距離大規(guī)模實際應(yīng)用尚有一段距離，例如飛輪儲能、超導(dǎo)儲能等。1儲能技術(shù)分類按照不同的分類

5、方法，儲能技術(shù)可以分為以下幾類：1）按照儲能原理分類可以分為三類：物理儲能，如抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能等；化學(xué)儲能，主要是電池儲能，如鉛蓄電池、釩流體電池、鈉硫電池和鋰電池等；電磁儲能，如超級電容儲能和超導(dǎo)儲能等。2）按照儲能時間劃分可以分為三類：短時儲能，通常放電時間為秒級到分鐘級；中期儲能，通常放電時間為數(shù)分鐘到數(shù)小時；長期儲能，通常放電時間為數(shù)小時至數(shù)天。3）按照功能劃分，可以分為可分為能量型儲能（Energy-usageenergystorage，EES）和功率型儲能（Power-usageene

6、rgystorage，PES）兩種。能量型儲能特點是比能量高，主要用于高能量輸入、輸出場合；功率型儲能特點是比功率高，主要用于瞬間高功率輸入、輸出場合。一般來說能量型儲能裝置放電相對較慢，例如抽水蓄能，壓縮空氣儲能；功率型儲能則以高放電率快速放電，如飛輪儲能和超導(dǎo)儲能。2常見儲能技術(shù)2.1抽水蓄能抽水蓄能是目前較為成熟的儲能方式，已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，也是目前電力系統(tǒng)中唯一大規(guī)模采用的儲能方式。抽水蓄能配備上、下游兩個水庫，在負(fù)荷低谷時，利用電網(wǎng)中的電能通過水泵將下游水庫中的水抽到上游水庫保存；在負(fù)荷高峰時將

7、上水庫的水放到下水庫，并利用發(fā)電機進行發(fā)電，將電能輸送到電網(wǎng)中，補充高峰用電量，用于降低發(fā)電廠的發(fā)電壓力。通過低谷時消耗電能，高峰時產(chǎn)生電能的方式，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的削峰填谷。抽水蓄能電站的能量轉(zhuǎn)換過程如下圖所示：依靠不同的分類依據(jù)，抽水蓄能具有多種不同的分類方式。（1）按機組組成和功能作用來分類，可分為“純抽水蓄能電站”、“混合式抽水蓄能電站”、“調(diào)水式抽水蓄能電站”.（2）按水庫調(diào)節(jié)性能分類，可分為日調(diào)節(jié)、周調(diào)節(jié)、季調(diào)節(jié)、年調(diào)節(jié)等多種調(diào)節(jié)性能的抽水蓄能電站。（3）按照布置特點來分類，可分為“地面式”、“地下式”和

8、“半地下式”的抽水蓄能電站。（4）按水庫座數(shù)和位置分類，可分為“兩庫式”、“三庫式”、“地下下池式”這幾種抽水蓄能電站。抽水蓄能電站在我國處于高速發(fā)展階段。截至2009年年底，我國抽水蓄能電站建成和投產(chǎn)規(guī)模已達(dá)到1830.5萬千瓦，在建和籌建的大型抽水蓄能電站（超過100萬千瓦）超過20座。到2014年底已建成24座抽水蓄能電站，總裝機容量2181萬千萬，占水電總裝機比重