储能技术在电气工程领域中的应用与展望

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  [摘  要]随着社会经济的发展,人们的生活已经离不开电能,同时,在工业和农业的生产中也广泛的应用到电能,可以说在我国的国民经济中,电能已经具有重要的作用和地位。而对于整个电力系统来说,储能技术是一项十分关键的任务。本文对储能技术的现状进行了简要的分析,并对其未来发展中可能遇到的困难阐述说明,指明储能技术在未来发展中的作用,希望能够对相关的工作提供帮助。
  [关键词]储能技术;电力安全;可再生能源;节能
  中图分类号:D322 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2016)28-0078-01
  引言:我國综合国力的增涨使得电力资源的需求量也在同步的增长,电力系统规模越来越大,这样就要求电力资源的稳定性也要不断的增长,能够为各行各业的正常運行提供保障。另外,可再生能源的应用也逐渐的受到了人们的关注,是发展集约型经济的有效途径。所以,储能技术在电气工程中的应用也应该受到广泛的关注,为社会经济的进一步发展贡献力量。
  一、电气工程面临的新问题及储能技术的作用
  (一)随着人们对电力资源的依赖度越来越高,如何能够提高电力系统的安全性已经成为电气工程中一个急需解决的问题。在传统的电网中大多以单线的方式运行,而这样的运行方式并不能够满足日益扩大的电能需求,所以就需要在电网的架设上采用互联的模式。而互联的电网架设模式又给电力系统的稳定提出了新的挑战,必须在电网稳定性的维护上更加关注。在传统的电气工程中,经常会出现强耦合性,非线性干扰等方面的不稳定因素,在互联的电网中,这些问题都会变得更加复杂,所以保证大型互联网的稳定性是目前电气工程面临的主要问题。在电力资源的产生和输送等环节上都要保证一致,并且要根据不同地区的季节特性和用电需求,在发电的同时根据实际情况储备适当的电能。储能技术就是针对这一问题的解决而产生的技术,能够在电力高峰或者其他特殊情况下提供必要的电能,而目前的储能技术中,抽水储能技术已经比较成熟并且在实践中都得到了广泛的应用,但是针对抽水储能技术来说,其应用具有一定的区域局限性,在广范围的地区展开存在一定的困难。
  (二)可再生能源的大规模利用成为未来发展的必然趋势
  随着环保节约的理念不断的深入,让越来越多的人们意识到了环境保护的重要性,国家和个体的发展都要朝着集约的方向发展,科学发展观也已经成为我国未来发展的导向。对于我国来说,即是能源大国又是人口大国,在物质能源充沛的情况下也要为可持续发展做出必要的考虑,因为不可再生资源是有限的,想要得到长远的发展还是要将目光放在不可再生资源的使用上。电力企业也逐渐的应用到新型的能源,风能和太阳能等不可再生能源的使用都为其可持续发展贡献了力量。但是,在可再生能源具有众多优点的同时,在能源的分布上存在不够均衡的现象,这样就会制约其普遍应用,可再生能源在稳定性上也比较差,也制约着其在电力生产行业中的应用。从电力故障的角度来说,传统的火力、水力发电一旦出现故障就会造成难以修复的后果,而可再生能源的发电设备都是小规模的发电装置,这样就能够有效的避免由于局部故障导致整个发电网络瘫痪的问题,并且也能有效的缓解我国的能源危机,所以,可再生能源的开发和利用能够为我国电力行业的发展提供力量需要加强重视。
  二、储能技术得到应用现状
  (一)抽水储能技术
  抽水储能技术具有一定的灵活性,可以将抽水储能设备建立在火力发电站中,另外在建设的规模上也可大可小,不存在局限性,并且储能设备的容量也可以根据实际情况的需求进行选择。抽水储能的电能使用时间可以是几个小时也可以是几天,在储备电能的利用率上高达百分之八十以上,所以在建设和使用的过程中,抽水储能技术都存在一定的优越性,所以在应用中也要优先的考虑。另外,抽水储能技术的主要功能包括能力的控制和管理,最大的特点就是在电能的储备能力上比较大,这样就能在电力系统的用电高峰期中发挥高效的电能补充作用。
  (二)化学电池蓄能技术
  近年来,蓄电池技术得到了快速的发展,在储能技术中也有所涉及,也就是化学电池蓄能技术的应用。许多国家已经在电池组成的蓄电池储能设备中开始探索和应用,化学电池蓄能技术在使用效率上没有抽水储能技术高,但是在电力系统中的应用还是能够满足一定的需求,在应用效率上也能够达到百分之七十五的比例。化学电池蓄能技术是由钠、硫两种元素组成的,在储电的效果上比较好,并且还具备超高的输出能力,其输出的功率是正常电池的六倍左右。化学电池的材质具有很大的优势,让它能够更好的满足电力资源的调节功能,目前对于蓄电池的研发工作来说,开始朝着高性能、低污染的方向发展。
  (三)飞轮储能技术
  在飞轮储能技术中,主要应用到了磁悬浮的技术,通过旋转质量块歌轴承这两个部分组成,其能够有效的通过这项技术来减少摩擦产生的能量损耗,在很大程度上提高了储能的使用效率和寿命。飞轮储能技术在应用的过程中,有一个弊端,就是会受到外界环境因素的干扰,所以相比以上两种储能技术来说推广的优势不够。飞轮储能技术主要是在真空的环境中工作效率较高,但是我们都知道,真空的环境是不可能在现实中长期存在的,这样不是真空的环境就会使飞轮储能技术的应用受到风的阻力影响。这项技术主要是将发电机组和旋转模块之间进行有效的链接,在通过电子遥控设备来控制飞轮的旋转速度,来实现对电能的储备。飞轮储能技术在应用中不需要过多的人工操作,这也是其一个重要的优势,并且在设备的维护费用上也比较低,环保性能也非常的高,充分的达到了科学发展观中的要求。飞轮储能技术主要是用于短时间的储能需求中。
  (四)空气压缩储能技术
  这项技术主要用于燃气轮机的发电设备,电力输出相同时空气压缩储能技术要次传统的燃气轮机更加的节能,在能量的消耗上会少百分之四十。传统的燃气轮机需要百分之六十的空气和燃料相配合,而空气压缩燃气轮机能够将空气压缩之后再根据储存的能量同燃气相配合输出。这项储能技术在应用中局限性比较强,只能在采矿中应用。
  三、储能技术未来的发展展望
  随着国民经济水平的不断提高,我国生活、生产中的各个领域对电能资源的需求都会日益的增加,电力资源的开发和应用已经成为国民经济发展的重要支柱。所以电力企业的投资力度也会不断的增大,电能将渗透并占据到我们生活的方方面面。而电气工程的主要作用就是为了这些电能资源的生产和传输服务的,在社会的发展过程中,电机工程也逐渐面临着巨大的挑战,电力系统的规模在不断的扩大,这样想要提供稳定、安全的电力供应就要克服材料和化学技术中的困难。但是,在未来的发展中随着科研力度的不断加大,储能技术也能得到提升和完善,在各种能量的转换过程中更加的完善,保证在转换中消耗尽量少的能量,这样就能提供最大化的电力资源供应。在未来的储能技术研究领域,会将研究的重点放在储能技术的应用和能源的合理布置等方面,相信一定会不断的创新和完善,为电力系统提供更加稳定的储备电能。
  结论:储能技术对于电气工程未来的发展来说,具有重要的意义和作用,能够有效的解决电气工程中所面临的能源和技术上的问题,在储能技术的研究工作中,要不断的创新,争取采用更加节能的新材料,广泛的应用到电气工程中去,为实现储能技术的新突破而努力。
  参考文献:
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