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1、储能技术在电气工程领域中的应用与展望摘要：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
2、深入应用。进入21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
3、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
4、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
5、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
6、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
7、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、输出功率也较大、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IOoo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 压缩空气储能与帆液流电池混合储能帆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
8、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
9、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
10、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Z,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。参考文献山李庆.储能技术在电气工程领域中
11、的应用与发展J科技资讯，2016(30)：38-39.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.储能技术在电气工程领域中的应用与展望1图3抽水蓄能电站图2蓄电池的储能装置飞轮储能双变换Ill/UPS系统柒M发电机tttV 电动电缆度及电缆 Mffi迸风口通风阱整区/、用体例门图1飞轮储能装置摘要：在现阶段的电气工程领域内，储能技术应当属于不可缺少的电网调控技术。与原有的电网运行方式相比，建立在储能技术前提下的电网控制模式能够确保实现最佳的电网运行综合效益，并且还能达到优化分配电网内部负荷的效果。因此针对目前的电气工程领域而言，关键在于明确储
12、能技术的基本运用要点，结合城乡电网的真实运行状况来灵活运用储能技术。关键词：储能技术;电气工程领域;应用;展望储能技术的基本宗旨在于灵活控制电网负荷，从而保证了不同时间段的电网负荷能够大体维持平稳，杜绝过于频繁的电网负荷波动1。从技术种类的角度来讲，目前针对储能技术主要可以将其分成飞轮储能、蓄电池储能与抽水储能的储能技术类型。在电气工程中若能做到正确运用储能技术手段，则有利于维持均衡并且平稳的电网负荷比例，并且可以体现最大化利用可再生电网能源的效果12o一、储能技术的基本特征储能技术的本质在于借助特定的载体来储存发电能量，进而达到灵活调控电网负荷以及保障供电平稳的目标。从当前的现状来看，抽水储
13、能技术占据较高的技术运用比例3。城乡各地针对电网供电若能做到科学运用储能技术，那么针对电网整体的平稳运行可以提供保障。并且，正确运用储能技术还可体现最大化的富网运行效益,通过施行电网需求管理的举措来避免夜间与白昼的较大用电差异，避免供电网络呈现频繁波动的状态。由此可见，现阶段的电网平稳运行需要储能技术作为必要的支撑。二、电气工程领域中的储能技术应用要点电气工程以及储能技术的全面融合具有显著的必要性。这是由于，引进储能技术的做法有助于创建稳定化及规模化的电气工程运行模式，并且对于目前现存的电网供电方式也能够实现改进与优化4。并且，储能技术具备较好的高效性以及清洁性特征，对于此类技术手段若能加以充
14、分利用，那么将会在根本上满足现阶段的环保供电需求。具体来讲，电气工程领域目前运用的储能技术主要体现为如下的技术要点：（一）关于飞轮储能技术对于飞轮储能机组而言，该机组应当包含磁悬浮的轴承控制部分以及旋转式的圆柱体质量块。飞轮储能机组具体在运行中，很难避免将会损耗较多的机组能量。在此前提下，对于储能机组需要配备磁悬浮的机组轴承，进而确保达到最大化的机组能耗减小目标，并且实现了整个机组运行寿命的有效延长。从目前的现状来看，飞轮储能技术已经被推广运用于现阶段的电气工程中，同时也体现了优良的储能技术效益。但是需要注意的是，对于飞轮储能机组不可以长期将其置于外部空间中，而是最好置于真空的范围内。这主要是
15、由于，真空的机组运作环境客观上可以达到最低的机组损耗与机组摩擦消耗，并且还能避免飞轮机组受到风阻力导致的影响。对于机组的旋转速度在进行调节时，主要可以运用连接发动机或者发电机的方式予以实现。经过以上的技术改进，对于电网功率的交换效率即可达到明显提升的目标。（二）关于蓄电池的储能技术蓄电池的储能技术主要借助于蓄电池来实现调控电气机组负荷的目标，确保做到灵活调节峰谷阶段的电网负荷，从而达到了电能质量得以明显提升的效果。在目前看来，较多的发达国家针对蓄电池的储能技术已经能够实现推广运用，并且体现为优良的储能技术效益。例如在英国，对于建造储能电站可以借助于蓄电池予以完成，其中典型为PSB的储能技术。通
16、过运用高效的蓄电池方式，应当能够实现针对脉冲功率输出的灵活调节，确保峰值的电网负荷量可以随时得到有效的调节。因此可见，蓄电池的电网储能技术客观上具备优良的技术运用效益。（三）关于电容器的储能技术与常见的电容器相比，对于储能技术领域必须借助于超大型的电容器，这是由于超大电容器可以达到介电常数更高的效果，并且具有更好的容器耐压性以及更大的表面积。具体针对调节电网的峰值供电负荷而言，运用电容器的大型储能技术可以达到灵活调整较低电网容量以及电网负荷的目标，进而有效保障了平稳的电网运行效果。相比于原有的储能技术手段，电容器的储能技术体现为较好的技术安全性。例如在瞬时干扰的状态下，运用电容器的储能技术对于
17、突然降低的电网负荷能够做到在短期内进行提升。因此在目前看来，对于容量较低的电网供电调整工作尤其适合运用电容器的储能调节方式。在电网负荷逐渐恢复平稳以后，电容器将会回归原有的运行状态。超大型的电容器本身可以达到较好的容器耐压性，对于介电常数也能进行灵活的控制，客观上可以达到储能技术总体运用成本显著减低的目标。(四)关于抽水储能技术目前对于备用的电气系统容量以及系统能量管理的重要领域而言，抽水储能技术都已得到充分的运用。从本质来讲，抽水储能技术主要依赖于特定容量的抽水储能设备。在满足抽水容量的前提下，上述的储能设备最长可以达到5天左右的能量释放时间。因此对于抽水储能技术可以将其广泛运用于现阶段的电
18、网负荷调节领域，确保预留充足的电网备用负荷，以便于应对紧急状态下的电网负荷调控需求。除此以外，运用抽水储能设备还能实现针对储能总量显著增大的目标，在此基础上着眼于灵活调整现有的峰值供电负荷。从系统备用电源的角度来讲，运用抽水储能设备可以实现最大化的电网负荷控制效果，避免电网由于受到频繁的外界供电需求波动，进而导致电网失去稳定性的后果。各地在引进抽水储能技术的前提下，对于原有的系统储存能量可以达到显著增大的效果。从现状来看，很多地区都在逐步尝试引进功率较高的新型抽水储能装置。三、展望储能技术的前景首先是强化输电工作领域的储能技术运用管理。对于现阶段的电力工程来讲，强化配电管理与输电管理的举措应当
19、被置于首要地位。在此前提下，作为电网管理部门就是要着眼于储能技术的有效监管以及科学运用，尤其是涉及输电工作的关键领域。具体在结合输电工作以及储能技术管理的实践中，强化技术监管的基本思路主要体现在连接电网与储能机组，并且针对各地现有的储电能源也要做到科学规划。此外，关于强化管理储能技术还应当关注电网调节以及电网控制手段的全面优化，确保运用灵活措施来调控城乡电网运行。其次是对于低成本与高效性的储能技术予以全面研发。从现状来看，较高的技术运用成本明显阻碍迅速推广储能技术。由于受到较高的技术引进成本影响，目前市场领域运用的储能技术仍然呈现狭窄的技术范围。针对以上的现状为，技术人员针对储能技术有必要逐步
20、实现总体技术成本的降低，确保体现最佳的储能技术运用实效;同时:关于引进与运用储能技术也要更多着眼于电网稳定性的保障，灵活控制与使用储能设备，避免供电负荷频繁波动。第三是有序管理市场中的储能技术运用。储能技术如果要得以有序的推广运用，则必须依赖于现阶段的市场调控机制8。然而实际上，市场机制本身具有显著的波动性，对于储能技术的领域必须做到贯穿宏观调控的举措。因此在目前看来，作为电网监管部门亟待强化针对储能技术的科学监管，并且应当着眼于市场化的技术监管视角。各地针对储能技术通过推行高效监管的举措，确保维持平稳的电网供电状态，遵循因地制宜的总体思路来分配电网负荷。结束语：近些年以来，城乡各地电网都在承
21、受着迅速增高的用户用电负荷，因而亟待转变各地电网的传统供电调节模式。通过引进电网储能技术，应当能保证在客观上达到最佳的电网储能效益，确保做到灵活应对日益增大的区域输电需求。然而截止目前，对于电气工程运用的储能技术并未真正达到最为完善的水准。未来在该领域的技术实践中，关于储能技术仍然应当着眼于低成本以及高效率的全新技术手段研发，通过引进全新的电网节能技术手段来改进现有的储能技术。参考文献：口刘畅，卓建坤，赵东明等.利用储能系统实现可再生能源微电网灵活安全运行的研究综述JOL.中国电机工程学报，2019(02)：38-39.2闫晓茹.电池储能在电力系统中的应用评储能电池及其在电力系统中的应用J.电
22、池,2019,49(04)：358-359.3顾海军.基于智能电网建设中的储能技术应用研究J.电气技术与经济，2019(04)：13-15.薛金花，叶季蕾，许庆强等.客户侧储能技术应用现状及经济可行性分析研究UL电器与能效管理技术，2019(14)：34-39+45.5保正泽.储能技术在新能源发电中的应用J.南方农机，2019,50(13)：255.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)：169-170.7李耀辉.储能技术在电气工程领域中的应用J.民营科技，2014(09)：70.8刘孙相与，陈斌.储能技术在电气工程领域中的应用展望J.电子制作，2013(12)：239.
