储能技术在电气工程领域中的应用与展望

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  【摘 要】随着我国综合力的增强,我国的经济水平不断提高,其发展空间也越来越广阔,而经济和生产力的发展绝对离不开电气能源。电能的开发与广泛应用被视为人类在二十世纪最伟大的智慧。在现在的社会生活当中,电能已经包围了人们的生活,其应用涉及到经济生产,日常生活,农业发展等各个不同领域。人们的生活已经离不开电能,因此,电能成为了我国重要的资源产业之一。电能的应用遍布了人类的各项活动,因为其广泛应用,所以人类对于电能的需求量十分之大,从而使得电能的储存问题得到了社会各界的广泛关注。储能技术已经成为了我国电网运行工作中六大环节的重要组成部分,其六大组成部分分别为采电、发电、输电、配电、用电、储电。本文将对储能技术在电气工程领域中的应用与展望进行分析,主要对储能技术的现状,存在问题,在电气工程领域的应用与发展前景进行阐述。
  【关键词】储能技术;电气工程;应用;发展前景;措施
  一、前言
  近些年来,随着储能技术地位的不断高升,储能技术的发展进程已经受到我国的许多相关部门的重视,比如能源部门,交通部门,电力部门和电力通讯部门等等。因为电能可以通过转化成为化学能、势能、动能和电磁能等不同的能源形式,所以与此相对应的主要有电化学、物理、电磁、相变储能这四种储能形式。储运技术已经成为了我国电网运行程序中的六分之一,储能技术成为电力系统中的一部分之后,人们就可以实现对需求进行管理,减少甚至消除昼夜当用电量的差值,使用电负荷平稳,在一定程度上实现了可再生能源的利用。不仅如此,储能技术来可以用来实现提高电力系统的运行稳定性,协调运行频率。在这样的发展趋势之下,储能技术必将在不久的将来成为电力系统的核心环节。
  二、储能技术的发展现状
  在相当长的一段时间以来,世界范围内电力系统发展的大方向就是以大电网和大机组为原则,以集中输配电为主要的运行模式。在这样的发展情况之下,全世界的输电网络就相当于一个收集电能的统一容器,在所及范围内,所有的电气企业都将电能送到这个统一的容器当中,使用者则从这个统一的大容器取走其需要的电能。因为相互联系的大的电能系统的电力承载力与区域交换功率的不断提升,不可避免的远距离且大容量的输电需求越来发挥多,这样的情形就无疑加重了庞大的电力系统的工作复杂性,也使得电力系统的工作安全性降低了很多。
  就目前情况来看,高效率的进行有功功率调整的办法与措施是电力系统中极其缺少的,现在电力系统中采取的调整功率的设备主要是发电机的容量备用,这样的现实情况是很难使有功功率达到使电力系统安全运行的标准的。即使电力系统有着充分的备用容量,在一此特殊情况之下,如果电网因某些问题发生故障使其输送电能的能力下降,备用的机组又与负荷中心距离较远,那么就无法使电力系统稳定运行。
  三、储能技术与其应用
  1.抽水储能技术
  抽水储能技术的优点在于,它可以使用意愿建造任意容量的储能设备,并且,抽水储能所储存的能量可以释放几个小时到几天不等。抽水储能主要应用在电气工程的能量管理和效率控制以及向电气系统提供备用容量方面。就目前的情况来看,一共有90GW多的抽水储能设备在使用与运行当中,共占全世界总装机量的百分之三。因为抽水储能技术的储能量很大,所以,对于电力系统调节峰值和作为备用电源有非常重要的作用。
  2.蓄电池储能技术
  蓄电池储能技术在英国不断升级演变,并在全世界的电力工程中得到了广泛的应用。举例来说,PSB是英国正在采用的蓄电池储能技术,这种蓄电池建设一座15MW/120MW/h的储能电站的话,其纯效率可以高达百分之七十五。而另外一种NaS的蓄电池的效率更高达百分之八十九,比PSB蓄电池优越于NaS蓄电池还可以输出脉冲功率。这样的独特之处使得NaS电池可以在电气工程的电能质量的调节工作和电能负荷的调峰工作中得以应用,以此来提高电气设备的经济实用性能。
  3.飞轮储能技术
  一个圆柱形的旋转质量块和一个利用磁悬浮轴承控制的机构是现在在利用过程当中的飞轮储能机组的主要组成部分。此处用到的磁悬浮轴承是为了减少或者消除机组在运行过程中产生的摩擦损耗,从而延长飞轮储能机组的使用年限。出于保证飞轮储能机组的高工作效率的考虑,飞轮机组最好可以在真空的环境当中运作,从而减小风力阻力对于飞轮机组的损耗。飞轮机组可以通过和发电机或者某些发动机相连,调节飞轮运转的速度,从而实现飞轮机组的储能装置与电气工程中的电网功率交换的目的。
  4.超大电容器储能技术
  超大的电容器也可以称为超级电容器,这所以用超级来形容,是因为超级电容器相对于普通的电容器来说有着更高的介电常数,表面积更大,耐压性能更高。目前来说,超级电容器主要致力于电力工程调峰工作,广泛应用于低容量的场合。超级电容器可以在电力系统中的电压突然间跌落或者受到瞬时干扰的情况下提高电力系统的供电水平。
  四、储能技术的展望
  1.开发高效率低成本的储能技术
  在当下的储能技术应用过程当中,限制储能技术扩宽应用场合的主要因素就是储能技术的应用成本太高,所以降低储能技术的开发与使用成本是现在电气工程界研究的一个热点问题。另外,提高储能技术的工作效率,有利于储能技术提高电力系统工作稳定性的性能,所以,提高储能设备的能量转换方面的工作效率也是储能技术研究界迫切要解决的问题。
  2.加大储能技术在输电工作中的应用
  输电和配电工作是电力工程中的主要工作目的,所以加强储能技术在输电和配电方面的应用成为了电气工程工作中的重点。其主要方法大概有合理规划储能电源,实现储能机组与电气工程中电网的连结,控制调节技术的提高等等。
  3.加强对储能技术的管理工作
  储能技术的发展也存在于真实的市场当中,所以在市场不断变化与发展的同时,储能技术的管理工作必须要相应的提高,电力工程可以在市场调节的作用下有效地利用储能技术实现对能量的高效管理十分重要。
  五、结束语
  电力系统是国家在发展过程中必须要重视的能源制造与提供系统,所以要想国家的发展能够有稳定的能源供应,就必须要重视电力资源的储备工作,因此,储能技术有了它发展的先决条件与空间。通过对储能技术的分析与前景探析,可以了解到在我国电力工程储能技术的应用过程中还存在一些需要解决的问题。
  参考文献:
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