化学储能技术在电力系统中的应用效果分析

化学储能技术在电力系统中的应用效果分析

王婷婷

（中国电建集团上海电力建设启动调整试验所有限公司上海市200000）

摘要：基于可再生能源建立的发电站对电力系统以及常规的电网在技术上都产生了很大的影响，为了使可再生能源得到了更加充分的利用，建立起了和新型发电技术相匹配的化学储能装置。本文针对现阶段使用比较普遍的几种化学储能技术展开了分析，对其中的相关技术指标进行了选取，与数据包络（DEA）的分析方法相结合，研究了各类化学储能技术所占据的优势和应用的具体效果，希望对推进化学储能技术未来的发展起到一定的帮助作用。

关键词：化学储能技术；电力系统；应用效果

在我国经济迅猛发展的形势下，能源的大量消耗越来越受到人们的高度重视。近年来，全球大部分国家的化石能源几乎都已经到了开发殆尽的程度，因此，风力发电、光伏发电以及生物质发电等相关的新型能源发电技术纷纷出现，并在世界各地得到了广泛的使用。但由于可再生能源的使用量的日渐提升，使风力发电和太阳能发电等相关技术所具有的间歇性与随机性等特点导致电力系统以及电网产生了安全方面的问题。而根据国内外的一些相关试点所验证出的结果表明，将储能技术融入到其中，不仅能够更好的实现可再生能源的并网，还会使常规的电力系统在电能的生产、输送以及使用方面的同步完成模式发生明显的改变，在电力系统当中起到储能和放能的作用，以此使电力资源的相关配置得到进一步优化，提升电能的质量，同时，还能够促进可再生能源的利用，并达到节能减排的效果。

1.技术效率评价的相关模型

数据包络评价分析法也叫做DEA分析法，其具有投入越多，产出越多的特点。DEA分析法不需要对投入和产出的相关函数关系进行假设，对于生产函数的基本形式也没有严格的要求，并且也不需要考虑指标量纲因素，每一个决策单元都能够基于对生产结构进行调整而达到最好。DEA的相关模型是借助于线性规划的方程计算出比较有效的评价对象，不需要考虑到指标量纲，最后计算出的结果为当前的系统提供了合理改进的依据。规模报酬固定不变的相关模型在DEA的模型当中属于最基础的，包括了将投入作为基本导向以及将产出作为基本导向。将投入作为基本导向指的就是在产出不发生改变的情况下找出最低的投入，而将产出作为基本导向则指的是在投入一定的情况下找出最高的产出。因线性规划中单纯形的相应计算方法有着较为明显的对偶性特点，所以，在模型为同一个的情况下，对于投入型和产出型的模型而言，两者计算方法也是相同的。

2.技术指标的选取

按照应用较为普遍，且相关技术较为成熟的原则，针对当前比较先进的锂离子电池、铅酸电池、锌溴电池、全钒液流电池和纳硫电池进行了研究，将统计功率的等级等相关指标作为重要衡量指标的最新数据。化学储能技术当中的各项指标对其应用的具体范围以及使用的效率起到了决定性的作用。在电力系统的四个领域当中，化学储能的使用都具有独立性特点，所以，把每一个领域当中的应用都单独的作为相关的产出指标，基于四个领域，对先进的锂离子电池、铅酸电池、钠硫电池、以及液流电池的应用效果分别进行了阐述。

3.化学储能技术在电力系统中的应用效果

实际上，锂离子电池在应用于电力系统当中时所产生的效果可以说是最好的，充分体现出了现阶段锂离子电池在综合技术指标上的成熟性、产业链条的完善性以及成本投入的合理性等优点，也正因为此，使锂离子电池在电力系统的多个领域当中都得到了普遍的使用，而且在今后，锂离子电池还会进一步向着产业化、大规模生产和更加节省成本的方向发展。钠硫电池属于一种熔融盐电池，现阶段已有100多个MW级的电池项目遍布世界各地，其不仅能量的密度非常高，而且还有着较好的功率，因此，今后也必然会在风力发电、削峰填谷、太阳能发电并网以及独立发电系统等领域得到更好的使用。与此同时，钠硫电池也会通过不断的完善，达到更加节省技术成本的目的。

和锂离子电池以及钠硫电池有所不同，液流电池与铅酸电池在应用于电力系统中时所起到的效果要差一些，但由于液流电池的可使用时间比较久，几乎不会被充放电的深度所影响，而且容量很大，组装也十分的简单，还可以反复多次的进行充电和放电，因此被广泛使用在了平滑输出功率、风电并网、建设电信基站当中。先进的铅酸电池在很早之前就已经开始了研发，而且其之后的研发实力也是最强的。此外，铅酸电池的造价也是所有化学储能电池当中最少的，且其有着较高的安全性与稳定性，所以成为了人们在用户侧、家庭储能、社区储能、微网等方面的首选。尽管铅酸电池在使用和改进上还有很大的潜力，但其在回收与再利用的过程中所造成的污染问题还亟待解决。

4.结束语

化学储能技术对于未来电网的发展有着极其重要的意义。本文把DEA评价分析法融入到了电力系统中的化学储能领域，最终得到的结果对更好的掌握安装情况、安装的技术以及应用的匹配度起到了很大的作用，更加明显的看出了各类化学储能技术在今后的技术与产业上的发展趋势，加快了储能技术在电力系统当中的发展步伐，以此让储能技术变得更加完善，直至形成产业化。