储能技术在坚强智能电网建设中的作用(1)

摘 要: 储能技术是智能电网技术的重要组成部分。结合我国实际情况, 阐述了储能技术在坚强智能电网中的作用、储能技术原理、常用的储能技术及发展状况, 指出了我国储能产业的发展前景, 提出了促进大容量储能产业发展的政策建议。

关键词: 储能技术; 智能电网; 新能源; 分布式发电

电力生产过程是连续进行的, 发电、输电、变电、配电、用电必须时刻保持平衡; 电力系统的负荷存在峰谷差, 必须留有很大的备用容量, 造成系统设备运行效率低。应用储能技术可以对负荷削峰填谷, 提高系统可靠性和稳定性, 减少系统备用需求及停电损失。另外, 随着新能源发电规模的日益扩大和分布式发电技术的不断发展, 电力储能系统的重要性也日益凸显[ 1] 。储能技术的应用是在传统电力系统生产模式基础上增加一个存储电能的环节, 使原来几乎完全􀀂 刚性 的系统变得􀀂 柔性 起来, 电网运行的安全性、可靠性、经济性、灵活性也会因此得到大幅度的提高。因此有人将储能技术誉为电力生产过程中的􀀂 第六环节 , 电力储能技术的应用前景非常广阔。

1 􀀁 储能技术在坚强智能电网中的作用

优质、自愈、安全、清洁、经济、互动是我国智能电网的设定目标, 储能技术尤其大规模储能技术具备的诸多特性得以在发电、输电、配电、用电4 大环节得到广泛应用, 储能技术是构建智能电网及实现目标不可或缺的关键技术之一。1. 1 􀀁 储能技术在电力系统稳定中的作用储能技术的应用可以改变传统电力系统稳定控制的思维方式, 从一个新的角度认识电力系统的稳定性问题, 并寻求一种可能会彻底解决电力系统稳定性的方法。在传统的电力系统中, 任何微小扰动引起的动态不平衡功率都会导致机组间的振荡, 而只要储能装置容量足够大而且响应速度足够快, 就可以实现任何情况下系统功率的完全平衡, 这是一种主动致稳电力系统的思想。由于这种与储能技术相关的稳定控制装置不必和发电机的励磁系统共同作用, 因此,可以方便地使用在系统中对于抑制振荡来说最有效的部位。同时, 由于这种稳定控制装置所产生的控制量可直接作用于导致系统振荡的源头, 对不平衡功率进行精确的补偿, 可以较少甚至不考虑系统运行状态变化对控制装置控制效果的影响, 因此装置的参数整定非常容易, 对于系统运行状态变化的鲁棒性也非常好[ 2􀀁3] 。

1. 2 􀀁 储能技术在新能源发电中的作用

化石能源供应不足已成为全球经济发展的瓶颈。同时, 使用化石能源造成的环境污染问题已受到全球的高度重视, 积极开发新能源和储能技术, 减少人类对化石能源的依赖, 已成为业界和科技界研究的热门课题。在可再生能源中, 风能和太阳能因来源丰富、取之不尽、用之不竭, 并在利用过程中无环境污染或污染很小而特别引起关注, 但风能和太阳能存在间歇性、不稳定性和不可控性等缺陷, 为保证其供电的均衡性和连续性, 储能装置成为风力发电、光伏发电系统的关键配套部件[ 4] 。因此, 在利用太阳能和风能的同时, 必须重视储能技术的开发。近年来, 特别是在!中华人民共和国可再生能源法∀出台之后, 我国风力发电和光伏发电产业发展迅速, 但大规模发展新能源仍存在技术瓶颈, 主要是风力发电、光伏发电的并网技术、发电的间歇性问题需要成熟的储能技术加以解决。因此, 在新能源装机容量提升的同时, 必须同步提升储能容量, 有效地改善其电能输出质量。

1. 3 􀀁 储能技术在分布式发电中的作用

当今社会对电力供应的质量与安全可靠性要求越来越高, 传统的大电网供电方式由于自身的缺陷已经不能满足这种要求。目前, 大电网与分布式发电相结合被世界上很多能源电力专家公认为是能够节省投资、降低能耗、提高电网安全性和灵活性的主要方法, 是21 世纪电力工业的发展方向[ 5] 。

分布式发电是指直接布置在配电网或分布在负荷附近的配置较小的发电机组, 以满足特定用户的需要或支持现存配电网的经济运行。分布式发电包括微型燃气轮机发电、燃料电池储能、可再生能源如太阳能和风力发电等。基于电网稳定性和经济性考虑, 分布式发电系统要存储一定数量的电能, 用以应付突发事件。现代储能技术已得到了一定程度的发展, 在分布式发电中已经起到了重要作用, 可以改善电能质量、维持电网稳定; 在分布式电源不能发电期间向用户提供电能。

1. 4 􀀁 储能技术在电动汽车中的作用

电动汽车以电能为动力, 能够实现运行时零排放、低噪音, 是解决能源和环境问题的重要手段。坚强智能电网的建设将大大促进电动汽车的发展, 包括建成完善的电动汽车配套充放电基础设施网络, 形成科学合理的电动汽车充放电站布局, 充放电站基础设施满足电动汽车行业发展和消费者的需要, 电动汽车与电网的高效互动得到全面应用。与传统燃油汽车相比, 电动汽车还存在充电时间长、续驶里程短、使用成本高等一系列问题。其中储能技术是阻碍电动汽车产业发展的主要瓶颈, 储能技术的发展必将带动电动汽车产业的更大发展。