能源互联网背景下电力储能技术发展问题研究

能源互联网背景下电力储能技术发展问题研究

李文刚

国网喀什供电公司 新疆 喀什 844000

摘要：在电力系统电气工程自动化控制中应用智能化技术，其一可以提高自动化控制水平与效率，从设计、数据处理与采集、故障诊断与识别等环节发挥作用，完善电力系统。其二能够实现电力系统的集成化与模块化，发挥智能化技术作用，为今后电力系统运行管理提供技术参考。

关键词：能源互联网；电力储能；技术发展

前言

随着社会经济的不断发展，对能源技术的要求也越来越高。尤其是电力储能技术当中的储热工艺、电动汽车、电化学储能工艺等方面均提出了较大的要求。然而，电力储能工艺的转型和升级对我国国民经济的影响重大，因此，必须加快研发能源互联网背景下的电力储能技术，推动我国能源产业的不断发展。

1能源互联网背景下的电力储能技术现状

可再生能源的研发是我国在电力能源发展上的主要方向和重要目标。然而，新能源电力技术的引进，对电网的稳定性造成了一定的不良影响。为了使互联网技术与新能源的开发能够有机结合，世界各国均对能源互联网的发展予以特别的重视，而传统的能源消耗系统，其运作形式十分单一，且耗能较大。因此，能源互联网下的电力储能技术，要求要增加可再生能源的比重，重视能源消耗和能源利用的效率性。在我国，智能电网的发展也取得了重大的成果，信息技术在电网中的运用十分普遍。近年来，我国相关能源控制部门下发了相应的文件和能源优化方案，为我国的能源互联网技术奠定了法律支撑。可见，在能源互联网背景下的电力储能技术在我国的发展趋势整体向好，并且有十分光明的发展前景。

2能源互联网背景下电力储能关键技术

2.1能量调度与能量优化关键技术

能源在输入、输出的路径和配置方面，在多能源耦合局域网中的复杂性会不断提升，这时需要依靠外部电力供应，保证电能能够向热能转化，同时可以在CHP的作用下获得热能。此外，能源互联网中，设备发生故障会导致网络重构，从而引起能量流路径出现改变，所以需要采用科学的能量调度与能源优化技术，对于能源互联网整体架构设计和具体运行具有关键性作用。通过对能量调度的优化管理，能够解决多项能源互联网设计与运行中存在的实际问题，例如技术人员向外拓展能量优化分配方面的问题，可以通过构建多元机组模型的方式进行解决，在这种模式下，可以采用3种不同的工作状态，即释放能量状态、储存能量状态及空闲状态，通过3种不同工作状态的切换与运行，全面降低系统运行消耗，从而降低运行维护成本。

2.2大容量储能和新能源协同技术

在新能源大规模入网的背景下，如何高效利用新能源发电是当前需要考虑的主要内容，故需采用相应的策略，解决新能源发电不稳定的问题。新能源在电力网络中，储能技术具有关键性作用，是提高新能源发电稳定性、经济性及安全性的重要基础技术。利用电力储能技术，能够有效解决多项问题，通过对大容量储能的合理规划，采用相应的高储能选型，对储能布局和容量配置等方面进行全面优化，在数种电力资源相互配合的前提下，能够全面提升可再生能源利用率。新能源发电的协同调度技术，需要对电能存储系统的旋转备用量、调峰调频等进行优化，从而能够更好地实现控制目标，进而达到功能多元化的新能源电力储能技术发展规划。在建设过程中，需要引入智能化技术，利用信息技术、计算机技术及自动化控制技术等，将其与新能源电力储能技术相结合，能够使运行系统的功能更加丰富。例如，在某电力网络建设中，采用CAD可视化技术替代传统的人工控制模式，从而全面降低电力储能技术运行控制的工作量，能够全面提升运行管理效率，同时能够提升运行控制准确性，保证新能源供电稳定性和安全性，使得电力储能技术控制系统更加智能化、信息化，是当前电力储能技术发展的主要方向。

2.3集成化与模块化设计关键要点

在现代科学技术不断发展的推动下，当前电力工程的自动化、智能化水平不断提升，电力储能技术系统结构也逐步向集成化和模块化方向发展。电力储能技术模块化、集成化的发展需要与现代智能技术相结合，使其能够构成具有完善功能的模块，将多项发电方式进行统一结合，从而能够全面提高系统控制效果，提高电力储能技术与电力系统运行规范性，将多个模块集中为一体，能够达到集成化控制目标，同时与自动化技术的结合，能够提升电力储能运行管理效率，相比于传统的管理方式，集成化、模块化的管理模式更能够促进电力储能技术创新。

2.4储热技术

潜热储能、显热储能以及化学储热是储热技术主要的类型。其中在介质温度提高的基础上实现热存储是显热储能的显著特点。潜热储能又被称为相变储能，该模式的储能技术主要是在材料发生相变的情况下，吸收热量或者释放热量，现阶段最流行的相变储能模式为固——液相变。相变储能和显热储能最明显的不同在于相变储能的温度较为稳定，产生的能量密度较大。化学储热在存储热能时主要是通过化学可逆反应的方式，能呈现出宽温域梯级储热的特点，化学储热储存的能量密度远远高于其他方式的储热技术，如潜热储能、显热储能。化学储热技术对材料的要求较高，在材料选择上带有较大困难，因此现阶段普遍采取的储热技术以潜热储能、显热储能在为主。

2.5电化学储能技术

安装较为灵活、响应速度较快是电化学储能技术最为显著的特点，电网系统中利用电化学储能技术可将能量服务和功率服务效果明显提高。此外电化学储能技术可以对新能源发电快速波动产生抑制作用，并能提高电网调频的稳定性，有助于加强微电网能量的管理，可见电化学储能技术带有显著的技术性优势。目前我国电力系统中电化学储能技术呈现出快速发展的趋势，具体表现为锂离子电池被广泛使用，明显高于钠硫电池的使用率。此外，电池储能被应用在弱电网或者离网连接的地区，可提高太阳能或者风能发电的稳定性，解决该地区电力资源利用紧张等问题。此外一些新能源场站、微电网领域、配电网等是电化学储能项目开展最多的领域。电化学储能发展到今天，受压缩空气储能、抽水蓄能等的影响，在能源市场上面临的竞争压力也越来越大。基于此就需要借助电化学储能经济性的优势，在能源市场上占据领先地位。

2.6氢储能技术

氢储能技术涉及的环节较多，目前我国工业生产中氢气的主要来源为天然气和煤。伴随科学技术的不断发展，国外又研发出了采用新能源来制氢的新技术，如新能源发电电解水制氢，电解水制氢方法需要耗费大量的能源，但是选择电网负荷低谷时期的新能源制氢，可增大新能源利用价值。现阶段对风电波动有很好适用性的是固体聚合物电解水制氢技术和碱性电解槽技术，新技术中制氢最为理想的方法为光催化直接裂解水，该技术选用的材料为半导体光催化剂材料，明显提升了该材料的利用价值。但是我国对该项技术的研究还有待深入，当前的制氢技术，产生的制氢效率远远不能满足工业化发展的要求。氢能的输送环节上经常采取的方式为借助现存的天然气管网，将产生的新能源制氢装入天然气管道中，进行氢能输送，此种输送方法较为经济，但是据相关文献记载氢气可能对天然气管道产生腐蚀作用，因此技术人员也正在加强对氢能专用输送管道的研究，该项研究可极大提高氢能的利用率。

3结束语

文章全面阐述了能源互联网的基本概念，并论述了电力储能技术对于能源互联网建设发展的意义，同时提出当前电力储能技术的主要发展成果，最后对电力储能技术的未来发展作出展望，希望能够对我国能源战略发展起到一定的借鉴和帮助作用，不断提高我国能源互联网建设水平。

参考文献：

[1]韩伟.能源互联网背景下的电力储能技术展望[J].电气技术与经济，2020,17（5）：15-16.

[2]闫华光.能源互联网背景下可调节负荷技术应用与展望[J].电力设备管理，2020,44（5）：27.