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摘要：随着全球电气化革命的不断深入推进，电气技术已经嵌入人类生活的每个DNA中，与人类生活密不可分。但由于国家、地域在能源分布、使用和数量上的不均，特别是使用时间上的不均，这为电气工程领域带了困难。为了解决电能在分布、使用和数量上的不均问题，更加合理高效的利用好电能，储能技术就成为了电气行业发展的题中应有之义。本文对储能技术在电气工程应用的特点和相关问题进行了探讨，对其未来发展进行了展望。
关键词：储能技术；电气工程；应用与展望
第二次科技革命为人类带来了电能，在给人类生活带来便利的同时，推动着人类社会的进步和发展。社会的进一步发展又在推动电能在人类生活各领域的深入应用。进入2 1世纪以来，电气工程的发展也更加突出的遭遇电能资源在国家、地域在上面临能源分布、使用和数量上不均，这些问题对电能的使用效率和可靠性提出了挑战，呼唤储能技术从中发挥重大作用。
1.未来电气工程学科面临的新问题及储能技术的作用
1.1 电气系统安全高效运行问题
目前我国电力系统正在向大电网方向发展，随着我国用电量的不断增长以及国家电网规模不断的扩大，电网供电系统的稳定性面临挑战，电力系统日益复杂，遇到风险的可能性也随之增加，应对措施也更加复杂。动态过程的强耦合性和系统的随机性更加剧了整个电力系统的运行风险，电网的互联互通在一定程度上提升电力传输能力和电力运行可靠性的同时也让电力系统单个事故引发高风险的概率增加。
与此同时，电力系统的运行需要灵活性，但电力系统又是一个受约束的系统。储能技术为电力系统稳定控制提供了另外一种可能。目前，在社会经济的不断发展下，人们对于电力的需求越来越多，夜间电力的需求量也较大。但即便如此，并不是每一时段的电量需求都相同，比如在夏天的时候由于气候炎热，人们可能就需要空调来散热，这时候对电量的需求就比较大。冬季的时候人们也需要取暖设施，这时候电量供应也会变大。在春秋季，电量的需求就会相比较下比较少。但为了满足不同时间人们对电能的需求，这就要求电力系统的备用容量一定要大，不能在用电的时候产生电量不足的情况。以往解决这类问题都是靠多装发电机组的手段解决，存在一性投资大、利用率低的情况，储能技术可以有效的解决这方面的问题，以较为经济的成本提高能源的储备量，提高电力系统运行的效率。
1.2 可再生能源的规模化利用和分布式能源系统建立的问题
传统的发电能源主要是煤、天然气、水等，煤和天然气属于不可再生能源，而水资源的开发也已日渐饱和。因此，必须寻找出新的能源来推动电力的发展。现在大家也在不断地寻求新能源，如风能、太阳能、潮汐能、地热能等。但这些能源形式大多存在发电不连续、不稳定等特点。
另一方面，传统的供电系统电源点集中，远离负荷中心。一旦发生大的故障，较易产生连锁效应，对周围大范围内的用电都会产生影响。例如美国能源部8.14大停电事故就给美国带来了不可预估的损失。如果将分布式发电和可再生能源的利用相结合，辅之以储能技术，就可以建立一个更加智能、坚强、高效的电力系统。
1.3 环境保护的问题
现在大气污染和全球变暖已经危害到了许多国家的安全和利益，是全世界要共同面对的问题。如果大气污染继续加重，全球气温变暖继续加剧，冰川融化随之加剧，一些沿海国家和低地就有可能被淹没，问题不容忽视。在日常生活中的交通工具等尾气的排放以及石油、煤等燃烧都是大气污染及全球变暖的元凶。如何降低化石能源在能源消耗中的总占比、同时提升化石能源的利用转化效率都成为了新的研究课题，新能源电动汽车成为了解决这一矛盾问题的有力探索，而储能技术正是电动汽车行业发展的核心和命门所在，提高储电池的储能密度以及电池快速充电的能力，这样就可以减少大量化石能源被分散燃烧，转而利用风电光伏等新能源，降低化石能源占比，或者建设能源转化效率更高的大型发电厂，提升化石能源的整体利用效率。因此推进储能技术的研发应用，对于环境保护工作具有积极意义。
2 多元混合储能技术在电气工程领域中的应用
2.1 超导和蓄电池混合储能
超导储能的特点是效率高、环境的污染小、稳定性强。但是这套技术运用了大量的压缩机和泵来维持冷却度，成本较高，系统本身也较为复杂。蓄电池的特点是可以缓解高峰期时的供电压力，并且蓄电池的成本比较低，有效地解决了超导储能高成本的问题，所以将超导储能和蓄电池结合使用对于推动储能技术的发展具有重大积极意义。
2.2 超级电容器和锂电池混合储能
锂电池是一种新型的储能装置，在我国目前的电力系统和电动汽车行业中得到了广泛应用。这种电池技术的储能量很大、电压高、输出功率也較大、占用空间小，对于环境的污染小。电容器的充电和放电速度比电池充放电速度高得多，最高可达到1000倍，且在高功率电动车中超级电容器放电速度快的优点避免了为了追求放电速度而刻意加大锂电池容量的问题。将超级电容器与锂电池耦合使用，对于电动汽车及其他需要快速充放电行业的发展具有推动作用。
2.3 压缩空气储能与钒液流电池混合储能
钒液流电池现在也是应用非常广泛的一种储能手段。这种电池功率很大，并且储存能源的容量也非常大，充电非常快，效率非常高。其优点在于可以根据项目需要匹配生产和设计满足现场需要的尺寸和容量的电池，相较于压缩空气储能其在能量释放方面具有一定优势，并且污染程度比较小，将两者相结合可与风电、光伏等项目结合使用。
3 未来电气工程领域中储能技术的应用
3.1安全和稳定性问题得到加强
我国地域广，幅员辽阔，各类能源分布不均，电力资源和使用也分布不均，这对于我国电力系统的安全和稳定造成了很大程度上的影响。储能技术可以帮助电网系统在约束电网规模、提高电网运行灵活度，以及提供电网系统的安全裕度等方面具有非常重大的作用。电网的安全稳定运行问题本质上是一个发与用的动态匹配过程，储能系统在电网系统中的大规模应用，对于电网的电能匹配无疑作用明显。同时，储能技术的发展在提升社会能源综合利用效率方面具有积极意义。
3.2 可再生能源系统的耦合
可再生能源系统与供电系统的深度耦合成为了现代电网发展的趋势，尤其是近些年来的分布式能源系统的发展，让用户不仅只限于成为能源使用者，同时也成为了能源供应者。与此同时，储能技术与分布式能源系统的耦合，在提升可再生能源系统的可靠性方面起到了至关重要的作用，同时，可以通过创设可再生能源耦合先进的储能技术，改变传统供电系统的模式，进行分布式供电，在提高我国供电系统的灵活性的同时，保证系统稳定性。
3.3 推进节能环保理念提升
储能技术的发展提升，新能源汽车的大规模推广应用，在推动降低化石能源在一次能源中的消耗占比，降低汽车尾气污染及其他化石能源污染等方面具有非常关键的地位和作用。随着电动新能源汽车的不断普及，全社会范围内对于节约能源、绿色出行的理念更加推崇。
4 结束语
总之，储能技术的不断进步发展，使得电池在储存容量、能量密度、充放电速度和充放电安全性等方面不断提升。这促进了我国新能源系统的发展，提升了新能源系统的安全性和可靠性，同时也为电网的安全可靠性控制提供了可能和运行灵活性。同时，储能技术的发展推动了电动汽车行业的飞速发展，在减少一次能源消耗、环境保护等方面起到了关键作用。储能技术是我国电力行业发展的新方向，推动储能技术的提升和发展也成为了一项重要课题。
参考文献
[1]李庆.储能技术在电气工程领域中的应用与发展[J].科技资讯，2016（30）：38-39.
[2]方伟中.储能技术在电气工程领域中的应用与发展[J].科学技术创新，2017（33）：174-175.
（作者单位：重庆两江综合能源服务有限公司）
关键词：储能技术；电气工程；应用与展望
第二次科技革命为人类带来了电能，在给人类生活带来便利的同时，推动着人类社会的进步和发展。社会的进一步发展又在推动电能在人类生活各领域的深入应用。进入2 1世纪以来，电气工程的发展也更加突出的遭遇电能资源在国家、地域在上面临能源分布、使用和数量上不均，这些问题对电能的使用效率和可靠性提出了挑战，呼唤储能技术从中发挥重大作用。
1.未来电气工程学科面临的新问题及储能技术的作用
1.1 电气系统安全高效运行问题
目前我国电力系统正在向大电网方向发展，随着我国用电量的不断增长以及国家电网规模不断的扩大，电网供电系统的稳定性面临挑战，电力系统日益复杂，遇到风险的可能性也随之增加，应对措施也更加复杂。动态过程的强耦合性和系统的随机性更加剧了整个电力系统的运行风险，电网的互联互通在一定程度上提升电力传输能力和电力运行可靠性的同时也让电力系统单个事故引发高风险的概率增加。
与此同时，电力系统的运行需要灵活性，但电力系统又是一个受约束的系统。储能技术为电力系统稳定控制提供了另外一种可能。目前，在社会经济的不断发展下，人们对于电力的需求越来越多，夜间电力的需求量也较大。但即便如此，并不是每一时段的电量需求都相同，比如在夏天的时候由于气候炎热，人们可能就需要空调来散热，这时候对电量的需求就比较大。冬季的时候人们也需要取暖设施，这时候电量供应也会变大。在春秋季，电量的需求就会相比较下比较少。但为了满足不同时间人们对电能的需求，这就要求电力系统的备用容量一定要大，不能在用电的时候产生电量不足的情况。以往解决这类问题都是靠多装发电机组的手段解决，存在一性投资大、利用率低的情况，储能技术可以有效的解决这方面的问题，以较为经济的成本提高能源的储备量，提高电力系统运行的效率。
1.2 可再生能源的规模化利用和分布式能源系统建立的问题
传统的发电能源主要是煤、天然气、水等，煤和天然气属于不可再生能源，而水资源的开发也已日渐饱和。因此，必须寻找出新的能源来推动电力的发展。现在大家也在不断地寻求新能源，如风能、太阳能、潮汐能、地热能等。但这些能源形式大多存在发电不连续、不稳定等特点。
另一方面，传统的供电系统电源点集中，远离负荷中心。一旦发生大的故障，较易产生连锁效应，对周围大范围内的用电都会产生影响。例如美国能源部8.14大停电事故就给美国带来了不可预估的损失。如果将分布式发电和可再生能源的利用相结合，辅之以储能技术，就可以建立一个更加智能、坚强、高效的电力系统。
1.3 环境保护的问题
现在大气污染和全球变暖已经危害到了许多国家的安全和利益，是全世界要共同面对的问题。如果大气污染继续加重，全球气温变暖继续加剧，冰川融化随之加剧，一些沿海国家和低地就有可能被淹没，问题不容忽视。在日常生活中的交通工具等尾气的排放以及石油、煤等燃烧都是大气污染及全球变暖的元凶。如何降低化石能源在能源消耗中的总占比、同时提升化石能源的利用转化效率都成为了新的研究课题，新能源电动汽车成为了解决这一矛盾问题的有力探索，而储能技术正是电动汽车行业发展的核心和命门所在，提高储电池的储能密度以及电池快速充电的能力，这样就可以减少大量化石能源被分散燃烧，转而利用风电光伏等新能源，降低化石能源占比，或者建设能源转化效率更高的大型发电厂，提升化石能源的整体利用效率。因此推进储能技术的研发应用，对于环境保护工作具有积极意义。
2 多元混合储能技术在电气工程领域中的应用
2.1 超导和蓄电池混合储能
超导储能的特点是效率高、环境的污染小、稳定性强。但是这套技术运用了大量的压缩机和泵来维持冷却度，成本较高，系统本身也较为复杂。蓄电池的特点是可以缓解高峰期时的供电压力，并且蓄电池的成本比较低，有效地解决了超导储能高成本的问题，所以将超导储能和蓄电池结合使用对于推动储能技术的发展具有重大积极意义。
2.2 超级电容器和锂电池混合储能
锂电池是一种新型的储能装置，在我国目前的电力系统和电动汽车行业中得到了广泛应用。这种电池技术的储能量很大、电压高、输出功率也較大、占用空间小，对于环境的污染小。电容器的充电和放电速度比电池充放电速度高得多，最高可达到1000倍，且在高功率电动车中超级电容器放电速度快的优点避免了为了追求放电速度而刻意加大锂电池容量的问题。将超级电容器与锂电池耦合使用，对于电动汽车及其他需要快速充放电行业的发展具有推动作用。
2.3 压缩空气储能与钒液流电池混合储能
钒液流电池现在也是应用非常广泛的一种储能手段。这种电池功率很大，并且储存能源的容量也非常大，充电非常快，效率非常高。其优点在于可以根据项目需要匹配生产和设计满足现场需要的尺寸和容量的电池，相较于压缩空气储能其在能量释放方面具有一定优势，并且污染程度比较小，将两者相结合可与风电、光伏等项目结合使用。
3 未来电气工程领域中储能技术的应用
3.1安全和稳定性问题得到加强
我国地域广，幅员辽阔，各类能源分布不均，电力资源和使用也分布不均，这对于我国电力系统的安全和稳定造成了很大程度上的影响。储能技术可以帮助电网系统在约束电网规模、提高电网运行灵活度，以及提供电网系统的安全裕度等方面具有非常重大的作用。电网的安全稳定运行问题本质上是一个发与用的动态匹配过程，储能系统在电网系统中的大规模应用，对于电网的电能匹配无疑作用明显。同时，储能技术的发展在提升社会能源综合利用效率方面具有积极意义。
3.2 可再生能源系统的耦合
可再生能源系统与供电系统的深度耦合成为了现代电网发展的趋势，尤其是近些年来的分布式能源系统的发展，让用户不仅只限于成为能源使用者，同时也成为了能源供应者。与此同时，储能技术与分布式能源系统的耦合，在提升可再生能源系统的可靠性方面起到了至关重要的作用，同时，可以通过创设可再生能源耦合先进的储能技术，改变传统供电系统的模式，进行分布式供电，在提高我国供电系统的灵活性的同时，保证系统稳定性。
3.3 推进节能环保理念提升
储能技术的发展提升，新能源汽车的大规模推广应用，在推动降低化石能源在一次能源中的消耗占比，降低汽车尾气污染及其他化石能源污染等方面具有非常关键的地位和作用。随着电动新能源汽车的不断普及，全社会范围内对于节约能源、绿色出行的理念更加推崇。
4 结束语
总之，储能技术的不断进步发展，使得电池在储存容量、能量密度、充放电速度和充放电安全性等方面不断提升。这促进了我国新能源系统的发展，提升了新能源系统的安全性和可靠性，同时也为电网的安全可靠性控制提供了可能和运行灵活性。同时，储能技术的发展推动了电动汽车行业的飞速发展，在减少一次能源消耗、环境保护等方面起到了关键作用。储能技术是我国电力行业发展的新方向，推动储能技术的提升和发展也成为了一项重要课题。
参考文献
[1]李庆.储能技术在电气工程领域中的应用与发展[J].科技资讯，2016（30）：38-39.
[2]方伟中.储能技术在电气工程领域中的应用与发展[J].科学技术创新，2017（33）：174-175.
（作者单位：重庆两江综合能源服务有限公司）