浅谈电力储能技术及其在现代电力系统中的应用

陈妃森

湛江中粤能源有限公司 广东 湛江 524099

在新的技术背景下,现代电力系统的建设水平不断提升,目前智能电网的应用越来越普遍,能源互联网也在高速发展,储能技术在电力系统中的发挥的作用越来越重要,因此在这一形势下,一定要对电力储能技术进行深入研究。运用电力储能技术之后,可以实现蓄电和放电智能化,电力储能技术将会在配电、输电、用电、发电等各个环节中发挥重要作用,同时电力储能技术势必会促进现代电力系统的发展和进步。

1 电力储能技术

1.1 超导磁储能 超导磁储能具有以下几方面特点：首先,超导磁储能技术能够实现能量无损耗长期储存,能量返回效率能够达到90%以上。其次,超导磁储能技术能够快速释放能量,在几毫秒时间内就可以释放能量。再次,运用超导磁储能技术之后,电网的有功功率、无功功率、频率以及电压将会更加容易调控。

1.2 超级电容器 超级电容器与普通电容器最主要的区别就在于,超级电容器中的电解质、电极等部分都是通过特殊材料制备而成,因此超级电容器的储存容量、介电常数等参数都明显优于普通电容器,并且超级电容器的耐压性能也相对更强。在实际运作过程中,超级电容器内部不会产生化学变化,充电与放电具有可逆性,正常情况下超级电容器的最大充放电次数能够达到几十万次。

1.3 电化学储能 电化学储能主要是指一锂电池和铅蓄电池为主的各种二次电池储能。电池储能技术近些年来取得了良好的发展,该技术的发展潜力十分可观,电池储能最大的优势就在于配置灵活,可以根据实际需求的不同,对能量和功率实施调整,同时电池储能技术还具有控制精度高、响应速度快、带电损耗低等优点,一般情况下电池储能设施的建造规模在k W-MW之间,比较适用于小容量场合。

以南方某电厂为例,新增AGC储能辅助调频系统属于技术改造类项目,在#1、#2发电机组侧安装建设一套21MW/10.5MWh电化学储能系统,采用磷酸铁锂电池技术。该系统将联合发电机组开展电网AGC调频业务,联合调频时储能辅助调频装置最大出力可按储能选型功率输出。本工程储能辅助调频装置采用一拖二方式,即设置一整套储能系统,分别接入#1、#2机组,根据调频市场负荷需求快速满足电网负荷需求,补充的煤电调频速度及响应速度慢的不足,储能辅助调频装置可以在#1、#2机组间切换进行辅助调频服务。

1.4 其它电力储能技术 压缩空气储能：压缩空气储能技术容量能够达到几百MW,并且压缩空气储能技术还具有资本损耗较少、储存时间较长等优势。飞轮储能：飞轮系统可以分为两种类型,一种是采用机械轴承的低速飞轮,另一种则是使用磁悬浮轴承的高速飞轮,飞轮储能技术可以通过调节飞轮转速,实现电网与储能设备之间的能量交换,低速飞轮自放电率比较高。抽水蓄能：抽水蓄能电站的容量可以达到几百MW,甚至能够达到几千MW。

2 电力储能技术的应用

2.1 能量管理 近些年以来,电力负荷峰谷差呈现出了逐渐扩大的趋势,因此给电力调度和发电都带来了很大的困难,如果新增发电、输电、配电设施,那么会花费巨大的建设成本,而且还需要面临各方面的约束和限制,对于上述问题,可以使用大规模储能系统来解决,通过高效的储能系统,就可以起到削峰填谷的作用,有效降低电力系统的负荷峰谷差。

2.2 增强系统稳定性 保证系统稳定性是电力系统运行的重要前提,电力系统在运行过程中,会受到各种各样的影响,例如设备故障、雷电以及负荷突变等等,这些因素都可能使电力系统的稳定性受到干扰,导致电压失稳、功角震荡、系统频率偏移等问题。应用电力储能技术之后,就可以有效增强电力系统的稳定性,可以将储能设备安装在发电机端,或者也可以安装在电力系统中重要的节点位置,当电力系统受到干扰的时候,可以通过控制储能系统充放电时间、控制储能系统有功功率、无功功率交换等措施,来及时解决系统振荡问题。

2.3 提高对新能源的接纳能力 太阳能发电以及风力发电并网之后,会对电力系统的稳定运行造成威胁,由于太阳能发电以及风力发电都具有波动性、随机性,因此电力系统的稳定运行会受到一定的干扰。在应用电力储能技术之后,就可以有效解决这一问题,储能装置可以对新能源发电系统进行缓冲,进而防止新能源发电系统对电网造成严重冲击,以提高电力系统对新能源技术的接纳能力。

2.4 提供调频服务 储能技术的应用,能够为电力系统起到辅助作用,使用储能技术为电网提供调频服务之后,电网的收益会大大提升,电力储能技术具有快速响应的特点,因此在调频方面比传统调频技术更具有优势,应用电力储能技术之后,调频服务的效率和精度将会大大提高。

2.5 改善电能质量 在电力系统的运行过程中,电压暂降等问题会严重影响电能质量,而电力储能技术的应用,可以有效改善电能的质量,由于储能技术对电力系统的动态变化可以快速响应,并且能够进行无功控制以及有功调节,还可以减少电压波动以及闪变等现象,改善功率因素,消除电压暂升以及暂降,这样一来,就可以有效改善电能质量。

3 总结

电力储能技术的发展,在很大程度上推动了现代电力技术的进步,同时也促进了能源结构的创新。电力储能技术的规模化应用,主要是将集中式储能与分布式储能相互融合,在电力储能技术的发展和应用过程中,还需要妥善解决诸多问题,本文在此分析了电力储能技术在现代电力系统中的应用,希望本文内容及观点能够为相关工作提供思路。