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分析电力系统中的储能技术

2018-11-07张慧乔红杰王晓东

电子测试 2018年19期
关键词:压缩空气飞轮电能

张慧,乔红杰,王晓东

(1.内蒙古工业大学,内蒙古呼和浩特,010200;2.内蒙古科技大学,内蒙古包头,014010;3.呼和浩特供电局托克托分局新营子供电所,内蒙古呼和浩特,010206)

1 电力系统中的储能技术的具体应用

1.1 电池储能技术

第一,在电力系统发电阶段的利用。在电力系统中合理应用电场储能技术,可以确保电网运行的安全性与稳定性,还能切实提升电网运行效率。在应用电池储能技术时,储能系统的容量需依据电力系统目前运行模式进行估算,当前我国部分电池储能工程中,稳定储能系统的总体容量为普通风电的百分之六十五左右,而平滑风电功率储能的容量则是普通风电的百分之二十五左右,通过该信息对比很容易看出,风力发电的储能容量超出了数十兆千瓦,且电能储存的时间会比较长【1】。另外,还能应用三十五千伏的线路把电池储能系统直接纳入电网中,主要连接方式如图1所示。

图1 电池储能系统的接入方式

第二,在电力系统输电阶段的利用。在输电过程中合理利用电池储能技术,可以切实减少维修费用与管理费用。能够把电池储能系统当作是电力系统中调频电站利用,这样会使容量存储时间变长,进而提升电力系统的输电效率。

第三,在电力系统中变电阶段的利用。在变电阶段,电池储能系统的运作方式主要以削峰填谷为主,它的容量相对较大,最低功率能够达到MW 级别,存储电能需要花费六小时左右,储能设备能够从十千伏母线接入,支持电网稳定运行【2】。

1.2 飞轮储能技术

图2 飞轮储能技术系统原理

能够把飞轮储能同风力发电有机结合,由此能够大幅度提升风能利用率,并且发电成本也会逐渐下降,为电力企业创造巨大经济效益,诸多发达国家的电网所利用的皆是风轮储能,比如日本、美国等。在电力系统内,诸多电能运输问题与故障等,皆有暂态稳定性特点,基于此会使电能储能系统受到巨大影响,其原理如图2。一般情况下,在电力系统内飞轮储能技术的利用,可以实现对电力系统运行故障有效处理,为电力系统稳定且安全的运行提供有利保证。此种储能技术较为显著的优势便是密度小、容量大等。基于此,在同等容量条件下,利用飞轮储能技术可以实现良好的调节效果【3】。

1.3 抽水储能技术

在电力系统中合理利用抽水储能技术,除了能够大幅度提升供电效果意外,还能切实降低自然资源,对资源节约具有积极作用,满足我国可持续发展的具体要求。抽水储能技术指的是电力负荷在低谷期,从下游水库把水抽到上游水库内,且把电能转变成电力势能储存起来,当电网负荷处在一个高峰时,需将此部分存储的电能完全释放出,进而实现缓解高峰用电的目标。一般状况下,抽水储能技术释放时间最长几天最短几小时,其整体效率能够高达百分之八十五,主要利用在电网的调峰填谷,抽水储能技术显著特点为不会使能源遭到污染,另外也不会影响生态环境。在电力系统中合理利用抽水储能技术,需在基础设施建设的前提下,对储水部分进行合理设计,另外还需保证抽水力度同具体要求相符,具体能够依据发电站的实际规模展开计算。随着容量的不断增多,存储的能力也会越来越多,为了保证电力供应目标得以实现,需输水系统参与其中。基于此,储能部分同输水管道间的衔接需要紧密,并尽量减小管道倾斜角,由此能够让水流实现较大的冲击力,经过一次抽水以后,能够持续释放能量,进而有效确保发电的持续性【4】。

1.4 压缩空气储能技术

压缩空气储能技术指的是依托压缩空气有效利用剩余能源,它可以让发电运行得到切实保障。当燃烧系统内进入了高压空气,会使燃烧效率得到有效提升,另外还能切实减少我国能源耗费量。因压缩空气对储能仪器的稳定性与安全性有极高要求。为此,在实际利用中,一定要在运用钱,对储能仪器展开充分检测,待确认无问题以后,把荷载频率调到高效发电范围,进而保证燃烧过程中,压缩空气能够得到有效运用。对于我国电力企业发展来讲,压缩空气储能技术十分重要,其不但能够保证电力企业的经济效益,还能切实提高其核心竞争力,保证其在繁杂的经济市场中站稳脚跟。

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