電氣工程領(lǐng)域中的儲能技術(shù)分析與研究

電氣工程領(lǐng)域中的儲能技術(shù)分析與研究摘要：電力在人們的生產(chǎn)和生活中發(fā)揮著重要的作用。隨著社會和經(jīng)濟的發(fā)展，用電規(guī)模也在不斷增加，這就需要大量的電能進行供應(yīng)。這就需要提高對電力的儲蓄，因而加強隊儲能技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用非常關(guān)鍵。本文隊電氣工程領(lǐng)域中的儲能技術(shù)及應(yīng)用進行分析，并提出了該技術(shù)未來發(fā)展的方向。關(guān)鍵詞：電氣工程；儲能技術(shù)；應(yīng)用；發(fā)展方向1前言電能對人們的生產(chǎn)和生活帶來了非常大的便利條件，因而電能應(yīng)用的范圍非常廣泛，涉及到工業(yè)領(lǐng)域、工業(yè)領(lǐng)域以及軍事領(lǐng)域等，是人們不可或缺的重要資源。隨著用電量的增加，電力蓄能技術(shù)也受到了一定的重視，需要較高水平的蓄能技術(shù)，提高電氣工程的水平，滿足人們的生產(chǎn)和生活需要。2儲能技術(shù)的方式2.1抽水儲能技術(shù)此技術(shù)目前應(yīng)用中成熟度高、規(guī)模大的儲能方式，必要的條件是在上游和下游的位置建設(shè)兩個水庫。負荷低的情況下，抽水儲能設(shè)備的運行以電動機帶動，將下游的水抽取到上游的水庫進行保存，在負荷高峰的時間則可以通過發(fā)電機運行，將上游中存儲的水用于發(fā)電，其能量的轉(zhuǎn)換率可以達到百分之七十到百分之七十五。此方式在進行實際應(yīng)用也存在一定的限制，包括：建設(shè)需要的時間比較長，對地址的選擇要求比較多，響應(yīng)的速度比較慢、電網(wǎng)運輸路線的維護存在難度、電力運輸中存在較大的能源消耗情況。此技術(shù)的優(yōu)勢在于：技術(shù)相對成熟、可保持穩(wěn)定的運行、具有比較高的安全性、存儲量比較大。2.2飛輪儲能技術(shù)此技術(shù)涵蓋的內(nèi)容有：旋轉(zhuǎn)的質(zhì)量塊以及軸承。其中軸承使用磁懸浮就似乎，利用旋轉(zhuǎn)摩擦的作用下，使其能量的消耗降低，增強儲蓄的效率，可以有效的確保應(yīng)用時間的增加。此技術(shù)受到外部因素的干擾是比較大的，因而在推廣和實際應(yīng)用上也比較低。此技術(shù)的應(yīng)用，想要達到比較高儲能效率的目標(biāo)，則需要將其置于真空的環(huán)境下，然而在現(xiàn)實的實踐中，達到真空環(huán)境的可能性幾乎沒有。只有在真空環(huán)境內(nèi)，飛輪不會因為風(fēng)的作用形成阻力。旋轉(zhuǎn)模塊和發(fā)電機組進行連接，對其旋轉(zhuǎn)速度的控制使用電子遙控器設(shè)備，以此達到資源儲備的效果。飛輪技術(shù)的應(yīng)用，不需要復(fù)雜的人工操作，日常維護上沒有難度，成本也比較低，可以達到綠色環(huán)保的效果，符合可持續(xù)發(fā)展的理念，此技術(shù)一般應(yīng)用在短期的儲能，具有較好的成效。同時，磁懸浮就似乎在我國也得到了一定的發(fā)展，因而飛輪儲能技術(shù)發(fā)展更加科學(xué)、高速化，其應(yīng)用也會更加廣闊。2.3空氣壓縮儲能技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域中，壓縮空氣儲能技術(shù)的應(yīng)用較為廣泛，此儲能方式，可以在電網(wǎng)處于低負荷的情況下，利用充足的電能運行，驅(qū)動空氣壓縮機，在過期油氣井、報廢礦井等位置將空氣進行高壓密封。電網(wǎng)應(yīng)用高峰期下，需要將壓縮的空氣進行釋放后，推動燃氣輪的發(fā)電。此技術(shù)通常應(yīng)用到燃氣輪機發(fā)電設(shè)備中?；谳敵鼍€條電力下，對比于傳統(tǒng)的燃氣輪機，通過系技術(shù)是的燃氣輪機，資源消耗明顯降低，。同時此技術(shù)的應(yīng)用還可以將空氣壓縮一定時間，之后以具體的需要，進行燃氣和能量輸出。此技術(shù)的應(yīng)用優(yōu)勢在于：響應(yīng)速度快、使用時間長、高效性強、能源轉(zhuǎn)化率高等，因而在實際的應(yīng)用中存在較大的使用空間和發(fā)展?jié)摿Α４思夹g(shù)的使用也存在限制，因此目前應(yīng)用在采礦中比較多。3電氣工程領(lǐng)域中儲能技術(shù)應(yīng)用分析3.1應(yīng)用于大型互聯(lián)網(wǎng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制我國社會的發(fā)展持續(xù)提高，在電氣工業(yè)領(lǐng)域中，各項技術(shù)的應(yīng)用也得到了進一步的提升，儲能技術(shù)的使用，也轉(zhuǎn)變了電力系統(tǒng)控制的傳統(tǒng)理念，儲能技術(shù)的大量應(yīng)用，加快了社會現(xiàn)代化的建設(shè)和發(fā)展。在大型互聯(lián)網(wǎng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制中，使用儲能技術(shù)是比較頻繁的。利用傳統(tǒng)的PSS，可以同各國發(fā)動機附加磁的作用，對系統(tǒng)出現(xiàn)的部分震蕩情況進行一定的抑制，得到較好的成效，然而面臨大型的互聯(lián)網(wǎng)電力系統(tǒng)，此系統(tǒng)的復(fù)雜性比較高，以傳統(tǒng)的PSS方式控制，其效果則達不到預(yù)期，其原因在于：PSS作用的發(fā)揮，需要電機組勵磁控制的支持，在實際的電線路中，有效控制位置和控制點件的距離比較遠，這種情況下，也得不到較好效果。傳統(tǒng)的電力系統(tǒng)在運行中，機組會形成一定的震蕩，在微小干擾下，動態(tài)功率也會發(fā)生不平衡的情況，儲能裝置如果容量充足，響應(yīng)快速，則能夠進行主動的控制，確保無論在哪種狀態(tài)下，系統(tǒng)功率都可以得到平衡的狀態(tài)。儲能技術(shù)在控制裝置中形成的控制量，能夠直接作用于系統(tǒng)震蕩的源頭，基于此，在儲能技術(shù)在大型互聯(lián)網(wǎng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制中應(yīng)用，具有重要的作用。3.2應(yīng)用于脈沖功率系統(tǒng)脈沖功率系統(tǒng)組成部分為：開關(guān)、負載、儲能單元、低功率元、波形調(diào)制等，這些都屬于脈沖功率源。對其要求表現(xiàn)在：輸出功率高、儲能密度高、功率密度高、重復(fù)率高等。脈沖系統(tǒng)中，適當(dāng)?shù)臏p低儲能的體積以及重量，對其發(fā)展意義重大，加強結(jié)合傳統(tǒng)的儲能器件、設(shè)備等，可以更好的提高存儲功率。目前市面上投入使用的儲能器包括：靜電儲能器、電感儲能器以及慣性儲能器。4電氣領(lǐng)域中儲能技術(shù)的發(fā)展方向分析4.1可再生資源規(guī)模化以及能源系統(tǒng)分布工業(yè)等產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，對于石油、煤炭等資源的需求越來越多，因而也造成了煤炭、石油等資源的匱乏，進而引發(fā)的能源危機屬于世界性的問題，因此，對于我國來說，加強對新能源的開發(fā)和利用是必要的，也是發(fā)展的重要方向。目前我國應(yīng)用的可再生資源包括：太陽能、風(fēng)能、潮汐能等，這些可再生資源的應(yīng)用，可以有效的緩解能源匱乏的局面，同時也降低了對生態(tài)環(huán)境的污染和破壞。然而面臨的現(xiàn)實情況是，可再生資源的密度偏小，并且沒有較高的穩(wěn)定性能，因而小面積使用還是可以的，但是想要進行大規(guī)模的應(yīng)用還存在一定的困難這種情況則需要加強對再生資源規(guī)?；陌l(fā)展和能源分布式系統(tǒng)的構(gòu)建。在電網(wǎng)供應(yīng)電能的形式下，電網(wǎng)布局是比較密集的，對有關(guān)的事故在處理上達不到有效的狀況，因而有也造成了電力事故的連鎖反應(yīng)。對局部事故影響會存在擴大以及蔓延的情況，這種情況下，就會造成比較嚴(yán)重的斷電事故。目前，很多國家結(jié)合本國情況，發(fā)展了安全性的電網(wǎng)制定規(guī)劃，如：美國的“Grid2030”計劃，構(gòu)建出的電網(wǎng)結(jié)構(gòu)包括：主干網(wǎng)+區(qū)域網(wǎng)+微網(wǎng)，同時在電網(wǎng)發(fā)展中，合理的應(yīng)用了電力電子技術(shù)、儲能技術(shù)等；歐盟國家則制定了“SuperGen”計劃，利用可再生資源，建立合理的電網(wǎng)，結(jié)合實際情況進行發(fā)電，并通過微型電網(wǎng)在資源短缺的時候，發(fā)揮出彌補的作用。微型電網(wǎng)的缺陷在于：容量低、受影響因素較多，整體供電質(zhì)量低，在電力系統(tǒng)運行上不利于安全性和穩(wěn)定性，因而需要加強對電網(wǎng)運行和系統(tǒng)供電質(zhì)量的分析和提升。合理布置電網(wǎng)規(guī)劃，利用分布式開展發(fā)電，發(fā)揮儲能技術(shù)優(yōu)勢，實現(xiàn)轉(zhuǎn)變供電模式，確保供電的高效性和穩(wěn)定性。4.2提高節(jié)能降耗，概述電能質(zhì)量在我國的國民經(jīng)濟增長中，電力能源占據(jù)著比較重要的作用。我國的電能消耗比較嚴(yán)重，因而需要降低能源的消耗。在確保電網(wǎng)穩(wěn)定運行，提供高質(zhì)量電能下，可以充分利用儲能技術(shù)，實現(xiàn)電網(wǎng)損耗控制和電能質(zhì)量改善。5結(jié)束語電能在社會發(fā)展中具有重要的地位，影響著人們的生產(chǎn)生活和社會發(fā)展，因而需要加強對電能的重視，本文提出目前應(yīng)用常見的儲能技術(shù)，包括：抽水儲能技術(shù)、飛輪儲能技術(shù)、空氣壓縮儲能技術(shù)，并分析了將儲能技術(shù)應(yīng)用到大型互聯(lián)網(wǎng)電力系統(tǒng)穩(wěn)定控制和脈沖功率系統(tǒng)中，提出儲能技術(shù)的發(fā)展方向。參考文獻：[1]關(guān)艷翠.儲能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用與展望[J].文存閱刊,2018(11):185.[2]李亞涵.淺談儲能技術(shù)在電氣工程相關(guān)領(lǐng)域中的運用[J].商業(yè)故事,2018(02