儲能技術(shù)現(xiàn)狀及其在電氣工程領(lǐng)域的運(yùn)用 附儲能技術(shù)的發(fā)展前景與作用路線

儲能技術(shù)現(xiàn)狀及其在電氣工程領(lǐng)域的運(yùn)用摘要：隨著經(jīng)濟(jì)體制的不斷深化改革，促進(jìn)了我國社會生產(chǎn)力和市場經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，也迫使電氣工程面臨著巨大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，對于電氣工程來說，需要在原有的生產(chǎn)模式上進(jìn)行技術(shù)的更新以及管理體系的改革，才能真正意義上解決所面臨的所有問題?；诖?，本文主要就電氣工程領(lǐng)域有關(guān)儲能技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀進(jìn)行了系統(tǒng)的闡述和研究，首先，對儲能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了闡述，緊接著分析了我國電氣工程領(lǐng)域運(yùn)用儲能技術(shù)所存在的問題，并結(jié)合實(shí)際情況提出了切實(shí)可行的優(yōu)化措施，希望能夠進(jìn)一步推動我國電氣工程的穩(wěn)定發(fā)展。關(guān)鍵詞：儲能技術(shù)研究;電氣工程領(lǐng)域;發(fā)展與應(yīng)用電能除了在社會生產(chǎn)體系中扮演著重要的角色，也為日常的生活帶來很多的便利，離開電能社會生產(chǎn)將會停止。由此可見，電力工程質(zhì)量的好壞直接影響著國家經(jīng)濟(jì)發(fā)展，以及社會生產(chǎn)力水平。為進(jìn)一步有效的推動電力資源的可持續(xù)穩(wěn)定化發(fā)展，需要在傳統(tǒng)的電力工程運(yùn)行模式上做出相應(yīng)的創(chuàng)新和改變。電氣工程是一門匯集生產(chǎn)、運(yùn)輸、市場等不同科知識為一體的綜合型學(xué)科，在發(fā)展的過程中勢必會出現(xiàn)很多的問題，而進(jìn)行儲能技術(shù)的研究能夠有效的解決問題，由此可見，進(jìn)行儲能技術(shù)現(xiàn)狀以及電氣工程領(lǐng)域應(yīng)用現(xiàn)狀的研究是具有一定指導(dǎo)意義的。1儲能技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀研究水資源的儲能對于該項(xiàng)技術(shù)來說，其運(yùn)行原理在于利用重力做功，從而實(shí)現(xiàn)電能與重力勢能的有效轉(zhuǎn)換，并將轉(zhuǎn)換的能量進(jìn)行有效儲存的一種技術(shù)。簡單來說，就是在電力負(fù)荷低谷期，將處于低勢能的水抽到一定位置高度，在高度變化期間，會實(shí)現(xiàn)動能與重力勢能的相互轉(zhuǎn)換。該項(xiàng)技術(shù)廣泛應(yīng)用于電力工程中出現(xiàn)電網(wǎng)負(fù)荷時(shí)，能夠快速的提高電能，但是所提供的能量僅僅只夠維持幾個(gè)小時(shí)。電能的具體大小與進(jìn)行儲存的方式以及作用的對象有關(guān)。電力資源的儲能蓄電池是最為常見的一種能量儲存裝置，也可以稱之為能量儲存技術(shù)。該裝置的運(yùn)行原理在于將自然資源所產(chǎn)生的能量進(jìn)行吸收并通過轉(zhuǎn)換機(jī)制來實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)換，并以電能的形式儲存在蓄電池中。一般來說，該類資源的吸收會選擇太陽能、風(fēng)能等。蓄電池的功能性極好，無論是高溫環(huán)境還是低溫環(huán)境都能夠正常運(yùn)作，且能夠在不穩(wěn)定的環(huán)境中為裝置提供電能。L3超電容器儲能超電容器是一種較為新型的能量儲存裝置，能夠在極短的時(shí)間內(nèi)便充滿電，具有使用周期長、適應(yīng)性強(qiáng)、綠色環(huán)保等多項(xiàng)優(yōu)點(diǎn)。其缺點(diǎn)在于，一旦出現(xiàn)電解質(zhì)泄露、裝置損壞等問題時(shí)，電路便會直接受阻。壓縮空氣儲能將空氣進(jìn)行壓縮處理后，并密封在礦井、儲氣井道以及其他封閉空間內(nèi)從而實(shí)現(xiàn)電能轉(zhuǎn)換的一種技術(shù)。該項(xiàng)技術(shù)一般應(yīng)用于電網(wǎng)負(fù)荷超負(fù)荷的時(shí)段，將進(jìn)行高發(fā)壓縮的空氣釋放出來，利用產(chǎn)生的壓強(qiáng)來推動汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。2電力工程中進(jìn)行儲能技術(shù)應(yīng)用研究存在的不足經(jīng)濟(jì)社會的全面發(fā)展，推動電力資源產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)代化進(jìn)程，對于我們賴以生存的電能來說，為進(jìn)一步有效的滿足經(jīng)濟(jì)市場的多元化需求，需要加強(qiáng)儲能技術(shù)的全面研究，這也是全國乃至全世界人民關(guān)注的重點(diǎn)。進(jìn)行大容量、高密度儲能裝置的設(shè)計(jì)與研發(fā)能夠有效地提高電力工程建設(shè)質(zhì)量以及能量資源的使用效率。因此，要想在該項(xiàng)領(lǐng)域取得一定的成績，必須要以電氣工程作為核心，圍繞該門學(xué)科進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換技術(shù)的研究。此外，在進(jìn)行技術(shù)研究過程中，要對投資成本、生產(chǎn)效率以及系統(tǒng)穩(wěn)定性等進(jìn)行系統(tǒng)的考慮?？v觀國內(nèi)電氣工程項(xiàng)目的建設(shè)，僅僅只是不斷的進(jìn)行單項(xiàng)儲能技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，并沒有將各項(xiàng)技術(shù)進(jìn)行綜合運(yùn)用，事實(shí)上，在儲能技術(shù)的研究領(lǐng)域，許多技術(shù)都存在不同的缺點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)，能夠滿足日常生產(chǎn)生活所需，但不能從經(jīng)濟(jì)、生產(chǎn)、效率以及性能等多方面做改進(jìn)。因此，如何將單項(xiàng)的儲能技術(shù)進(jìn)行有效組合，實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢互補(bǔ)，從而有效的將不同的儲能技術(shù)優(yōu)點(diǎn)展現(xiàn)出來，是目前最需要解決和研究的問題之一。3提高電氣工程中儲能技術(shù)運(yùn)行效率的有效措施提高重網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性縱觀國內(nèi)電力輸送系統(tǒng)，在其穩(wěn)定性和安全性上仍舊存在較大的局限性，許多地區(qū)常常會由于供電不足，而長時(shí)間處于斷電的狀態(tài)。因此，為進(jìn)一步有效的保證電能輸送以及供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，需要在控制裝置上進(jìn)行選擇，從而提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。構(gòu)建再生資源循環(huán)系統(tǒng)隨著社會生產(chǎn)力的現(xiàn)代化發(fā)展，資本市場對于能源的需求量也越來越大，因此，要對現(xiàn)有的資源進(jìn)行有效的循環(huán)利用，從而推動社會經(jīng)濟(jì)可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。構(gòu)建再生資源循環(huán)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)再生利用的同時(shí)，還需要進(jìn)行新能源的開采與發(fā)展，例如：氫氣、風(fēng)能、太陽能等這些可再生新能源。提倡并推廣綠色環(huán)保理念世界經(jīng)濟(jì)一體化的形勢下，“節(jié)能減排、綠色環(huán)保'已經(jīng)成為地球村共同發(fā)展的新理念，也是推動世界經(jīng)濟(jì)可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展最為直接的途徑之一。因此，要加大“綠色環(huán)保，“能源循環(huán)再生”的宣傳力度，讓公民共同參與到其中，注重節(jié)能環(huán)保的同時(shí)，促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。此外，優(yōu)化電能質(zhì)量的同時(shí)，還要注重儲能技術(shù)的研發(fā)與應(yīng)用，從而有效的實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行零消耗、低耗能的目標(biāo)，為電力工程的現(xiàn)代化發(fā)展提供新的供電技術(shù)措施。明確技術(shù)戰(zhàn)略發(fā)展路徑把握電力儲能技術(shù)成熟化發(fā)展趨勢，我國在電力儲能領(lǐng)域發(fā)展方面還應(yīng)明確技術(shù)戰(zhàn)略發(fā)展路徑，通過發(fā)揮戰(zhàn)略作用對薄弱環(huán)節(jié)進(jìn)行補(bǔ)充，并對優(yōu)勢環(huán)節(jié)進(jìn)行強(qiáng)化，以便技術(shù)水平與巨大需求間的差距得到逐漸縮小。為達(dá)成這一目標(biāo)，需要加強(qiáng)電力儲能技術(shù)發(fā)展戰(zhàn)略的頂層設(shè)計(jì)，將需求當(dāng)成是產(chǎn)業(yè)驅(qū)動力量，以理論為指導(dǎo)，將先進(jìn)儲能材料和技術(shù)創(chuàng)新當(dāng)成是根本，將關(guān)鍵裝備技術(shù)和系統(tǒng)研究當(dāng)成是抓手，能夠提出技術(shù)發(fā)展的全新模式，建立完善領(lǐng)域創(chuàng)新研究體系。而將大規(guī)模儲能技術(shù)局限突破當(dāng)成是發(fā)展目標(biāo)，結(jié)合電網(wǎng)新能源大比例接納和消納調(diào)峰需求進(jìn)行電網(wǎng)運(yùn)行管理模式的創(chuàng)新，加快各能源網(wǎng)絡(luò)的互聯(lián)互通，能夠以電為中心促進(jìn)能源網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)合調(diào)控，實(shí)現(xiàn)電能的網(wǎng)絡(luò)化存儲和多形態(tài)消納管理［4］。使技秫了發(fā)展與應(yīng)用需求緊密結(jié)合在一起，能夠推動技術(shù)科學(xué)發(fā)展，促使技術(shù)未來產(chǎn)業(yè)影響力得到提高。把握市場加強(qiáng)戰(zhàn)略布局面對國際在國內(nèi)市場布局較少的市場發(fā)展時(shí)機(jī)，還應(yīng)及時(shí)把握電力儲能發(fā)展機(jī)遇,通過加強(qiáng)市場戰(zhàn)略布局占據(jù)市場有利位置,為海外市場開拓奠定扎實(shí)基礎(chǔ)。結(jié)合這一目標(biāo)，還應(yīng)加強(qiáng)美國專利信息利用，通過加強(qiáng)競爭對手專利布局研究加強(qiáng)技術(shù)預(yù)警和挖掘，結(jié)合能源戰(zhàn)略和儲能市場在其他國家或地區(qū)進(jìn)行專利布局。現(xiàn)階段，全球?qū)＠麛?shù)據(jù)已經(jīng)超出上億條，能夠?qū)Ω鞣矫孢M(jìn)行覆蓋。為避免研發(fā)資源浪費(fèi)在技術(shù)重復(fù)研究中，需要聚焦研發(fā)方向和重點(diǎn)加強(qiáng)布局，對具有潛在轉(zhuǎn)化可能的專利技術(shù)進(jìn)行研究。從技術(shù)應(yīng)用角度進(jìn)行戰(zhàn)略布局，還應(yīng)加強(qiáng)專利分析與資源挖掘，結(jié)合經(jīng)濟(jì)和政策等因素制定研發(fā)戰(zhàn)略，在熱點(diǎn)領(lǐng)域進(jìn)行布局，采取引進(jìn)人才、合作研發(fā)等措施加快技術(shù)研發(fā)與布局，成功掌握市場主導(dǎo)權(quán)。4結(jié)束語綜上所述，在電氣工程領(lǐng)域進(jìn)行儲能技術(shù)的有效應(yīng)用，能夠?yàn)閲医?jīng)濟(jì)發(fā)展提供源源不斷的能量輸入，在未來社會發(fā)展進(jìn)程中扮演著尤為重要的角色?，F(xiàn)如今，該項(xiàng)技術(shù)的全面應(yīng)用仍舊面臨著極大的困難，要想進(jìn)一步有效的推動儲能技術(shù)的可持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，需要從多個(gè)方面出發(fā)，加強(qiáng)技術(shù)的研發(fā)和創(chuàng)新，在原有的運(yùn)行模式上實(shí)現(xiàn)單項(xiàng)儲能技術(shù)的綜合應(yīng)用，推動電氣工程技術(shù)的現(xiàn)代化發(fā)展。參考文獻(xiàn)：[1]豐阿芳，張蕾.淺談儲能技術(shù)現(xiàn)狀及其在電氣工程領(lǐng)域的應(yīng)用前景[J].機(jī)電信息,2013(36)：86-87.⑵劉巨,利用儲能提升含風(fēng)電并網(wǎng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的研究[D].華中科技大學(xué),2016⑶王明.風(fēng)儲聯(lián)合應(yīng)用中儲能的需求評估方法研究[D].湖南大學(xué)，2015.[4]張熙.大規(guī)模儲能與風(fēng)力發(fā)電協(xié)調(diào)優(yōu)化運(yùn)行研究[D].山東大學(xué)，2016.儲能技術(shù)的發(fā)展前景與作用路線摘要：在理解儲能作用的基礎(chǔ)上，對能源儲存的開發(fā)情況，開發(fā)趨勢，開發(fā)前景進(jìn)行了詳細(xì)的分析，建立了相對完整的框架。關(guān)鍵詞：儲能;前景;作用、P4、A刖5：充分理解儲能技術(shù)開發(fā)所需的問題和開發(fā)的必要性，并作為未來儲能研究的參考。一、儲能技術(shù)的意義面對越來越嚴(yán)重的環(huán)境污染和資源不足，正在蓬勃發(fā)展的清潔能源是解決問題的唯一方法。與傳統(tǒng)化石能源穩(wěn)定有效輸出不同，風(fēng)能和太陽能等清潔能源受自然狀態(tài)的限制。它們的能量輸出斷斷續(xù)續(xù)的不穩(wěn)定。為了實(shí)現(xiàn)清潔能源的廣泛應(yīng)用，必須依靠儲能技術(shù)來支持。作為智能網(wǎng)格的關(guān)鍵技術(shù)，儲能技術(shù)通過發(fā)電、輸電、配電、電力消耗的所有步驟來運(yùn)行。提高實(shí)現(xiàn)大規(guī)模可再生能源利用、電力系統(tǒng)能源管理、負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)、負(fù)荷追蹤、負(fù)荷調(diào)整的電力質(zhì)量，強(qiáng)化電壓控制;實(shí)現(xiàn)電力網(wǎng)的長期備用管理，推進(jìn)改善電力供給系統(tǒng)的可靠性和資產(chǎn)利用率;加快電動汽車和智能家居的開發(fā)，實(shí)現(xiàn)雙向能源的相互作用和能源需求方面的管理，完全改變傳統(tǒng)的電網(wǎng)供給模式，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)的根本性變化。二、儲能的作用在系統(tǒng)方面，儲能改善了系統(tǒng)操作的安全性和穩(wěn)定性，改進(jìn)了系統(tǒng)操作的效率和優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了不同的能量網(wǎng)絡(luò)之間的耦合，可以改善多能源系統(tǒng)的靈活性和協(xié)同效應(yīng)。在發(fā)電側(cè)，儲能可以充分利用可再生能源，確保能源生產(chǎn)的安全性。在負(fù)荷方面，儲能確保了能源供給的品質(zhì)，確保了能源供給的連續(xù)性，擴(kuò)大了新的能源消耗模式的作用。儲能技術(shù)解決了可再生能源發(fā)電引起的間歇隨機(jī)變化問題，使得網(wǎng)絡(luò)穩(wěn)定性和抗干擾性的能力被大幅度改善，它亦是能源結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的主要技術(shù)，在峰值時(shí)減少了負(fù)載電源的需求，改善輸電網(wǎng)的設(shè)備利用及運(yùn)行效率，還可用于應(yīng)對電網(wǎng)的偶然性及突然故障，提高操作質(zhì)量。滿足經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展，當(dāng)務(wù)之急是提供高質(zhì)量、安全、可靠的電力。因此儲能技術(shù)的研究尤其重要。三、儲能的發(fā)展現(xiàn)狀,研發(fā)體系不健全頂級的設(shè)計(jì)能力還不夠成熟，基本的理論體系和材料等基礎(chǔ)核心技術(shù)還沒有完全成熟，沒有起到良好的支撐作用。而且儲能技術(shù)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)不符合實(shí)際需要,二者不匹配。.技術(shù)經(jīng)濟(jì)性有待加強(qiáng)目前儲能技術(shù)成本高，儲能項(xiàng)目的早期投資非常大，但是利潤在未來幾十年甚至一百年以上的時(shí)間之后才可以獲得。這種投資和預(yù)期收入的矛盾，對于資本的引進(jìn)是非常不利的。為了滿足可再生能源和電力系統(tǒng)要求，有必要從系統(tǒng)容量、能源儲存裝置的位置、電池的使用年限、設(shè)備轉(zhuǎn)換率和安全性的角度進(jìn)一步加強(qiáng)儲能。,缺乏合理有效的數(shù)據(jù)支撐目前，有關(guān)能源儲藏技術(shù)的研究尚處于初步開發(fā)階段，可供參考的例子很少。另外，現(xiàn)有儲能電池的發(fā)展大部分是在電動汽車的基礎(chǔ)上開發(fā)的，特定大規(guī)模發(fā)電站的數(shù)據(jù)很少。因此，缺乏有效的數(shù)據(jù)來進(jìn)行實(shí)際評估。需要在電源方面，負(fù)荷方面和用戶方面實(shí)施了試點(diǎn)項(xiàng)目，獲得了有效數(shù)據(jù)并進(jìn)行了分析，整理這些數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)出有效的關(guān)聯(lián)性。明確儲能發(fā)電站的效率，試點(diǎn)和政策相互推進(jìn)，為項(xiàng)目促進(jìn)和儲能商業(yè)模式研究提供有效支持。四、儲能的發(fā)展趨勢針對下一代能源儲存的開發(fā)期待，國內(nèi)和國際目標(biāo)被設(shè)定為高容量，高安全,長壽命，低成本。隨著需求的多樣化，儲能技術(shù)通過各種方法顯示了合作開發(fā)的情況。儲能應(yīng)用的關(guān)鍵是技術(shù)經(jīng)濟(jì)，近年來，各種儲能元件的能量儲存效率得到改善，但是成本減少的程度各不相同。機(jī)械儲能電磁儲能的減少很小，幾種類型的電化學(xué)儲能的成本顯著降低。五、儲能的發(fā)展前景儲能技術(shù)發(fā)展的動力有以下幾個(gè)方面：可再生能源發(fā)電的比例持續(xù)增加;電動汽車的比例持續(xù)快速增加;電力系統(tǒng)的供電控制越來越困難和復(fù)雜;電力系統(tǒng)改革正在推進(jìn);能源互聯(lián)網(wǎng)的建設(shè)正在逐步實(shí)施。,儲能技術(shù)在智能電網(wǎng)中的作用高品質(zhì)、安全、清潔、經(jīng)濟(jì)被設(shè)置為中國智能網(wǎng)格的目標(biāo)。儲能技術(shù)是構(gòu)建智能網(wǎng)格不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)之一。儲能技術(shù)的應(yīng)用使得傳統(tǒng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性控制的思維模式被打破，從全新的角度理解電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于儲能技術(shù)的穩(wěn)定性控制裝置可以不與發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)一起工作，所以可以在最有效的系統(tǒng)中使用以抑制振動。同時(shí)，由于由該穩(wěn)定的控制裝置生成的控制能量可以直接作用于系統(tǒng)的振蕩源，并且可以精確地補(bǔ)償不正確的功率，所以可以減少或忽略系統(tǒng)操作狀態(tài)對控制裝置的控制效果的影響。.儲能技術(shù)在新能源發(fā)電中的作用。由于化石能源的使用引起的環(huán)境污染在全世界都受到了極大的關(guān)注。積極發(fā)展減少人類對化石能源的依賴的新能源和儲能技術(shù)，被產(chǎn)業(yè)界和科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域格外關(guān)注。在可再生能源中，風(fēng)能和太陽能因其豐富、無窮、取之不盡的源泉而備受矚目，并且在利用過程中也沒有環(huán)境污染或一點(diǎn)公害。但是，風(fēng)能和太陽能有著不穩(wěn)定和無法控制的缺陷。為了確保電力供應(yīng)平衡和持續(xù)性，儲能裝置是太陽能發(fā)電系統(tǒng)的風(fēng)力發(fā)電關(guān)鍵部件。因此，在使用太陽能和風(fēng)能的同時(shí)，我們必須注意儲能技術(shù)的發(fā)展。.儲能技術(shù)在電動汽車中的作用以電能為動力的電動汽車，在工作中可以減少排放和降低噪聲。電動汽車的發(fā)展被強(qiáng)大的智能電網(wǎng)建設(shè)所提高。并且包括對電動汽車充電基礎(chǔ)網(wǎng)絡(luò)的完善，包括電動汽車充放電所的科學(xué)合理布局的形成。充分滿足電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展和消費(fèi)者需求，充放電發(fā)電站基礎(chǔ)設(shè)施和電動汽車和電力網(wǎng)之間的高效相互作用得到了發(fā)展。與傳統(tǒng)燃料汽車相比，電動汽車存在一系列問題，例如長充電時(shí)間、短運(yùn)行范圍、高成本等。其中，電動汽車產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢與儲能技術(shù)不成熟有關(guān)，二者相互牽制。儲能技術(shù)的發(fā)展推動了電動汽車產(chǎn)業(yè)的更大發(fā)展。六、結(jié)語國家政府部門頒布相關(guān)的法律方