前言:我們精心挑選了數(shù)篇優(yōu)質(zhì)電氣工程應(yīng)用領(lǐng)域文章,供您閱讀參考。期待這些文章能為您帶來啟發(fā),助您在寫作的道路上更上一層樓。
關(guān)鍵詞:儲能技術(shù);電氣工程;應(yīng)用;發(fā)展
中圖分類號:TM72 文獻(xiàn)標(biāo)識碼:A 文章編號:1672-3791(2016)10(c)-0000-00
電能的廣泛應(yīng)用被認(rèn)為是20世紀(jì)中最具影響力的成就之一。隨著電能的發(fā)展和技術(shù)的完善,現(xiàn)在電能已經(jīng)逐漸深入到了國民經(jīng)濟(jì)和人們?nèi)粘I钪械母鱾€方面,是現(xiàn)代人類社會主要生存的基礎(chǔ)。因此電力工業(yè)也是現(xiàn)階段我國最重要的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)之一。由于過去傳統(tǒng)電網(wǎng)在運(yùn)行的過程中存在很多缺點(diǎn),因此儲能技術(shù)的應(yīng)用在很大程度上提升了電網(wǎng)的安全性和靈活性,保證了經(jīng)濟(jì)的進(jìn)步和發(fā)展。針對這種情況,本文就針對儲能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用和發(fā)展進(jìn)行研究,以期對今后我國電力的發(fā)展和社會現(xiàn)代化水平的提升起到更大的積極影響[1]。
一、未來電氣工程學(xué)科面臨的主要問題及儲能技術(shù)的作用
(一)電力系統(tǒng)安全高效運(yùn)行問題更加突出
現(xiàn)代社會中我國的電力系統(tǒng)不斷向著大電網(wǎng)的方向進(jìn)行發(fā)展,因此保持電網(wǎng)的穩(wěn)定不僅對電力的發(fā)展有著重要的影響,同時也對電力系統(tǒng)整體的安全運(yùn)行產(chǎn)生重要的作用。隨著現(xiàn)代電網(wǎng)規(guī)模的發(fā)展和擴(kuò)大,互聯(lián)電網(wǎng)將逐漸展現(xiàn)和傳統(tǒng)電力系統(tǒng)不同的特征,在這個過程中,每個環(huán)節(jié)中的強(qiáng)耦合性、系統(tǒng)運(yùn)行條件下的隨意性等都會比之前更為突出。與此同時,大型的互聯(lián)電網(wǎng)穩(wěn)定性的逐漸喪失將給我們帶來越來越大的影響。
(二)可再生能源的規(guī)模化利用和分布式能源系統(tǒng)的建立是必然的趨勢
在社會的不斷發(fā)展過程中,石油、煤炭等不可再生的化石能源隨著不斷使用和開發(fā)已經(jīng)呈現(xiàn)了逐漸枯竭的趨勢和狀態(tài),因此這也導(dǎo)致了全球范圍內(nèi)的能源危機(jī),在這個基礎(chǔ)上我們只有不斷尋求更好的新能源對其進(jìn)行替代,才能保證人類社會的正常發(fā)展和進(jìn)步。因此太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮艿瓤稍偕Y源的有效利用,不僅能對這一問題進(jìn)行解決,同時還能更好的實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的基本要求,是一種有效地發(fā)展途徑。但是在實(shí)際開發(fā)這些能源的時候,由于這些能源的共同特點(diǎn)都是穩(wěn)定性較差,同時能量的密度也比較低,因此開發(fā)的過程中會存在很大的問題和困難,我們要不斷對這一問題進(jìn)行解決[2] 。
(三)環(huán)境保護(hù)問題的重要性
環(huán)境污染問題中一個比較重要的方面就是大氣污染,特別是在現(xiàn)代社會中交通運(yùn)輸工具的發(fā)展下,越來越多的尾氣排放都被排放到大氣中,因此這一問題現(xiàn)在也引起了人們的廣泛關(guān)注和重視。在傳統(tǒng)交通工具的使用過程中,主要是以燃燒化石燃料為主要的動力來源,比如石油、柴油等。但是我們?yōu)榱烁玫膶ΜF(xiàn)代尾氣問題和環(huán)境污染問題進(jìn)行解決,我們也提出“低碳環(huán)保,綠色出行”的理念,因此交通運(yùn)輸工具的驅(qū)動系統(tǒng)逐漸轉(zhuǎn)為電力驅(qū)動也是在這個背景下提出的。
二、現(xiàn)有儲能技術(shù)的方式
(一)抽水儲能技術(shù)
按照相關(guān)的容量對抽水儲能電站進(jìn)行建造,一般情況下,儲存能量在釋放的時候能釋放少則幾個小時,多則幾天,并且效率都能保持在百分之七十五左右。這種方式通常應(yīng)用在能量管理和頻率控制的領(lǐng)域。抽水儲能的一項最大的特征就是儲存的能量非常大,也正是由于這項特點(diǎn),所以和電力系統(tǒng)的發(fā)展是十分切合的[3]。
(二)蓄電池儲能技術(shù)
用于儲能的NaS電池可以對脈沖功率進(jìn)行輸出,同時由于高效的功率,因此在通常輸出的功率也是額定功率的六倍,但是整項工作的開展通常不會超過三十秒。這一特點(diǎn)使得我們能更好的對電能進(jìn)行調(diào)整和完善,將整體的設(shè)備經(jīng)濟(jì)性進(jìn)行有效地提升和發(fā)展。
(三)超級電容器儲能技術(shù)
一般情況下,超級電容器要比常規(guī)的電容器更具有介電常數(shù)、耐壓力且擁有較大的表面積。例如,陶瓷超級電容器的絕緣能力就比較強(qiáng),同時由于陶瓷超級電容器的耐壓水平比較高,因此這項技術(shù)也被今后儲能的應(yīng)用和發(fā)展提供了良好的基礎(chǔ)。
三、改善電能存儲技術(shù)的主要方向
在社會的不斷發(fā)展中,我國的現(xiàn)代化腳步也在逐漸加快,因此怎樣更好的對高密度、大容量的電能存儲技術(shù)和方式進(jìn)行研究也是現(xiàn)階段我們需要解決的主要問題[4]。
(一)發(fā)展電力電子技術(shù)
在電力行業(yè)的發(fā)展過程中,各種能量形式能否真正的進(jìn)行有效地轉(zhuǎn)換和發(fā)展,會直接對我國儲能技術(shù)產(chǎn)生影響。因此對于快速、大容量同時成本又比較低的能量轉(zhuǎn)換問題進(jìn)行解決,就是一項非常重要的問題。因此在這個基礎(chǔ)上,我們發(fā)展電力中的電能存儲技術(shù)將是電力行業(yè)得到更有效的進(jìn)步和提升。
(二)對于各種儲能技術(shù)的有效利用
由于每項儲能技術(shù)的特點(diǎn)不同,因此在優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)上都會有很多不同。在實(shí)際生產(chǎn)建設(shè)過程中,我們也不可能只采用一種儲能技術(shù)對工作進(jìn)行開展和完成。在這個基礎(chǔ)上我們就要對各種技術(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)陌l(fā)揮和利用,根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)和應(yīng)用的具體要求,我們要對儲能技術(shù)中的優(yōu)勢進(jìn)行有效地利用,對不足的地方進(jìn)行改善[5]。
(三)尋找新的應(yīng)用領(lǐng)域
在發(fā)展的過程中,我們在對儲能技術(shù)進(jìn)行完善和發(fā)展的過程中,也要適當(dāng)?shù)拈_發(fā)和研究新的儲能技術(shù),保證技術(shù)在不斷地提升和進(jìn)步。我們在對原有的技術(shù)和應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行改善的時候,要及時的對原有的問題進(jìn)行改善,避免出現(xiàn)局限性。同時我們要想讓儲能技術(shù)在應(yīng)用的過程中向著更全面的方向發(fā)展,我們在進(jìn)行服務(wù)的過程中就要不斷開發(fā)新的應(yīng)用行業(yè)和領(lǐng)域,將儲能技術(shù)在今后的發(fā)展過程中得到更好的進(jìn)步和應(yīng)用。
結(jié)束語:
綜上所述,我們通過研究了解到,作為我國社會發(fā)展中一項十分重要的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè),電能無時無刻都在影響著我們的生活和社會的發(fā)展。而本文通過對儲能技術(shù)在我國電氣行業(yè)和工程中的應(yīng)用進(jìn)行分析,不僅對儲能技術(shù)的重要性進(jìn)行了有效地突出,同時還對我國今后怎樣提升電能存儲方式和方法提出了一定的建議,對電能的發(fā)展有著很大的幫助。希望通過本文的研究和分析,能幫助今后我國電力行業(yè)的發(fā)展起到更大的幫助作用,全面促進(jìn)我國社會發(fā)展和現(xiàn)代化水平的進(jìn)一步提升。
參考文獻(xiàn):
[1] 程時杰,李剛,孫海順等.儲能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用與展望[J].電網(wǎng)與清潔能源,2011,25(2):1-8.
[2] 王碧波.儲能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用與展望[J].城市建設(shè)理論研究(電子版),2015,35(17):8138-8139.
[3] 勞金養(yǎng).儲能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用與展望[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計,2016,27(19):2975.
關(guān)鍵詞:電氣;設(shè)備;智能化;系統(tǒng)
1引言
邁入二十一世紀(jì)以來,隨著科技水平的不斷進(jìn)步,我國在電氣領(lǐng)域也得到了巨大發(fā)展,不管是在質(zhì)量上,還是在數(shù)量上,我國都得到了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)展和突破。本著與時俱進(jìn)的精神,電氣行業(yè)的發(fā)展也緊跟時代的脈搏,緊緊圍繞互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和其他先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,形成了具有自身特色的發(fā)展模式。而與尤為突出的就是人工智能這一方面。人工智能技術(shù)在電氣自動化控制方面的廣泛運(yùn)用,使得許多工作和研究中的疑難問題得到了很好的解決,同時也使得工作效率得到了很大的提高。
2智能化概述
既然說到智能化,那就顯然我們來了解一下,什么是智能化!智能化屬于計算機(jī)科學(xué)的分支,又常常被稱為人工智能,其所表達(dá)的是對人的意識或思維的相關(guān)信息過程進(jìn)行模擬。在智能化或說是人工智能的研究領(lǐng)域包括許多方面,比如圖像識別技術(shù)、語音識別技術(shù)、智能機(jī)器人等等。而按人工智能化程度的強(qiáng)弱,可大致分為強(qiáng)人工智能和弱人工智能,所謂的強(qiáng)人工智能就是指具有自主意識能夠真正做到自主解決問題和推理的設(shè)備或機(jī)器人,而弱人工智能則是沒有自主意識的設(shè)備和機(jī)器人。在生活中,弱人工智能較為常見。人工智能能夠被廣泛運(yùn)用于各個領(lǐng)域,自然有其所特有的優(yōu)勢。對于人工智能其特點(diǎn)有以下幾點(diǎn):第一,促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)效益的提升。因為人工智能領(lǐng)域的發(fā)展,許許多多新的相關(guān)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)也隨之誕生。同時智能化技術(shù)的不斷突破也使得傳統(tǒng)行業(yè)和領(lǐng)域得到了改進(jìn)和升級,從而進(jìn)一步促使了社會產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整升級。智能化技術(shù)在其他行業(yè)的運(yùn)用大大提高了該行業(yè)的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力,以及生產(chǎn)質(zhì)量。所以,總結(jié)一下就是智能化技術(shù)的不斷進(jìn)步能夠促進(jìn)社會經(jīng)濟(jì)效益的提升。第二,促進(jìn)相關(guān)科學(xué)技術(shù)和領(lǐng)域的發(fā)展。隨著人工智能技術(shù)的誕生和發(fā)展,隨之而來的則是一場全新的技術(shù)革命。智能化技術(shù)給某些領(lǐng)域的科學(xué)研究來說有一定程度的沖擊,其中就比如自然科學(xué)領(lǐng)域的一些研究。而在電氣工程領(lǐng)域由于智能化技術(shù)的引入,使得電氣工程的科學(xué)研究理念發(fā)生了改變,同時也使電氣工程的相關(guān)研究更具有價值。第三,改變了人們的生活模式。隨著智能化技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用越來越成熟,人們的生活模式也在慢慢的發(fā)生改變。生活中智能化的設(shè)備和一些智能化的體驗,讓人們切切實(shí)實(shí)地體驗到了智能化技術(shù)所帶來的便利。同時也對智能化技術(shù)期盼也越來越多。
3智能化技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域的應(yīng)用
將智能化技術(shù)引入電氣工程自動化控制設(shè)備后系統(tǒng)中大大提高了,設(shè)備和系統(tǒng)的工作效率和工作質(zhì)量。比如由于智能化技術(shù)的引入,使得換熱站的自動化控制程度得到了提高,目前已實(shí)現(xiàn)了無人值守的目標(biāo)。下面我們將從系統(tǒng)的智能感知,記憶存儲,自動調(diào)控和自我決策這幾個方面來說明智能化技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域應(yīng)用的具體意義。
(1)系統(tǒng)的智能感知
所謂的智能感知就是對外部世界的感知,并獲取外界信息的能力。智能感知是智能化技術(shù)的重要組成部分。智能感知系統(tǒng)的設(shè)立有利于電氣自動化系統(tǒng)對系統(tǒng)操作形式和數(shù)據(jù)分布的感知,對系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程化、無人化和自我感知的能力有很大幫助。其實(shí)自我感知系統(tǒng)是智能化和信息化相結(jié)合的應(yīng)用。比如在換熱站中,自動化換熱設(shè)備通過相應(yīng)的傳感器,對溫度、設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行感知,而后將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行初步的處理之后,再將數(shù)據(jù)傳送到相應(yīng)的計算機(jī)終端,而后根據(jù)計算機(jī)對數(shù)據(jù)的分析結(jié)果,通過信息技術(shù)和自動化控制技術(shù)對自動化換熱設(shè)備進(jìn)行相關(guān)操作。
(2)系統(tǒng)的記憶存儲
電氣自動化系統(tǒng)對外部信息、操作數(shù)據(jù)以及其他相關(guān)數(shù)據(jù)的存儲是十分重要的。在智能化電氣自動化系統(tǒng)中,一般是由智能化終端對以上所說的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲的,除此之外,智能化終端還會對數(shù)據(jù)和信息進(jìn)行一定的分析處理和計算整合。所以根據(jù)智能化終端的數(shù)據(jù),我們可以找到數(shù)據(jù)之間的差異,從而改進(jìn)設(shè)備的相關(guān)操作。同時在智能化終端還能在設(shè)備出現(xiàn)故障時,根據(jù)設(shè)備故障的原因?qū)υO(shè)備故障處理的相關(guān)操作進(jìn)行相關(guān)的記憶存儲,從而使設(shè)備的在遇到該類故障時可以實(shí)現(xiàn)自行處理的功能。
(3)系統(tǒng)的自動調(diào)控
所謂的自動調(diào)控就是根據(jù)外界變化的環(huán)境不斷的進(jìn)行自我調(diào)整,從而來適應(yīng)變化的環(huán)境。反應(yīng)在智能化技術(shù)中就是根據(jù)外部環(huán)境的變化,不斷的對系統(tǒng)的相關(guān)操作數(shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整,從而來實(shí)現(xiàn)電氣工程的自適應(yīng)。比如溫度控制,在智能控制系統(tǒng)中,機(jī)械設(shè)備在運(yùn)行過程中會產(chǎn)生熱量其運(yùn)行過程中溫度升高,而智能系統(tǒng)在感知其溫度升高后會自動調(diào)度設(shè)備中的散熱裝置對其進(jìn)行散熱,從而確保設(shè)備運(yùn)行在正常的溫度,而在其溫度下降到一定范圍,系統(tǒng)則會自動關(guān)閉散熱裝置。
(4)系統(tǒng)的自我決策
從上面我們不難看出,智能控制系統(tǒng)可以根據(jù)外界的相關(guān)變化做出相應(yīng)的動作,所以從一定程度上來說,智能控制系統(tǒng)具有一定的自我決策的能力。而在電氣自動化控制中,智能化技術(shù)作用最為突顯的地方就是智能診斷。我們的電氣自動化設(shè)備不可能是不出現(xiàn)任何故障的。而在電氣設(shè)備出現(xiàn)故障時,智能化技術(shù)能夠很快的發(fā)現(xiàn)故障的源頭,并及時的對故障原因進(jìn)行分析,而后進(jìn)行自我決策并做出相應(yīng)操作處理。
4結(jié)語
電氣工程自動化控制系統(tǒng)的智能化是電氣領(lǐng)域未來的發(fā)展方向,而智能化技術(shù)由于信息技術(shù)結(jié)合得十分緊密。所以在實(shí)現(xiàn)電氣工程自動化控制智能化的過程中,就是將信息化和智能化緊密結(jié)合得應(yīng)用在電氣領(lǐng)域。通過計算機(jī)或其他信息終端提高電氣設(shè)備智能化的程度,實(shí)現(xiàn)電氣設(shè)備的自動化故障診斷、決策和處理運(yùn)行。電氣工程自動化控制系統(tǒng)的智能化是一項長期任務(wù)需要電氣領(lǐng)域和相關(guān)領(lǐng)域的研究和工作人員的一起努力。
參考文獻(xiàn):
[1]張賽文挺.淺析智能化技術(shù)在電氣工程自動化控制中的應(yīng)用[J].科技風(fēng),2016(11).
關(guān)鍵詞:儲能技術(shù);電氣工程;應(yīng)用
中圖分類號:F407.6文獻(xiàn)標(biāo)識碼: A
在能源結(jié)構(gòu)調(diào)整的大背景下,隨著電力系統(tǒng)對安全、高效、穩(wěn)定運(yùn)行等條件的要求愈來愈高,我國電網(wǎng)的發(fā)展逐漸歩入一個全新的階段——智能電網(wǎng)。而智能電網(wǎng)要求我們提供適應(yīng)21世紀(jì)需求的高品質(zhì)電能質(zhì)量,適應(yīng)眾多的電源種類和電能儲存方式。而智能電網(wǎng)它是一個集合了多種當(dāng)代先進(jìn)技術(shù)的復(fù)合系統(tǒng),這些技術(shù)包括電力、儲能技術(shù)、信息技術(shù)、電子技術(shù)、傳感測量技術(shù)等,而儲能技術(shù)是其中至關(guān)重要的一環(huán)。這是因為儲能技術(shù)不僅能保障電網(wǎng)系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行和提高系統(tǒng)安全性能外,還可以為電力系統(tǒng)調(diào)峰填谷,解決供用電矛盾。因此,研究儲能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用是非常有意義的。
1、儲能技術(shù)的概述
目前儲能方式主要分為三類:機(jī)械儲能、電磁儲能、電化學(xué)儲能。儲能技術(shù)主要分為物理儲能、化學(xué)儲能和電磁儲能三大類。而機(jī)械儲能包括:抽水儲能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能。其中目前最成熟的大規(guī)模儲能方式是抽水蓄能;電磁儲能包括:超導(dǎo)儲能、電容儲能和超級電容器儲能;電化學(xué)儲能包括鉛酸電池、鋰離子電池、液流電池、鈉硫電池等等。液流電池具有大規(guī)模儲能的潛力,但目前使用最廣泛的還是鉛酸電池。目前根據(jù)各種儲能技術(shù)的特點(diǎn),飛輪儲能、超導(dǎo)電磁儲能和超級電容器儲能適合于需要提供短時較大的脈沖功率場合;而抽水儲能、壓縮空氣儲能和電化學(xué)電池儲能適合于系統(tǒng)調(diào)峰、大型應(yīng)急電源、可再生能源并入等大規(guī)模、大容量的應(yīng)用場合。本文就目前最主要的抽水儲能技術(shù)、空氣壓縮儲能技術(shù)、飛輪儲能技術(shù)和超級電容器儲能在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用進(jìn)行分析。
2、儲能技術(shù)在我國智能電網(wǎng)建設(shè)中的作用
隨著經(jīng)濟(jì)社會的快速發(fā)展和人民群眾生產(chǎn)生活對電力需求的快速增長,我國已經(jīng)成為世界上第二大的電力生產(chǎn)國和消費(fèi)國,在今后的長遠(yuǎn)發(fā)展中,電力系統(tǒng)的建設(shè)對我國有著舉足輕重的意義。這是因為電能存儲技術(shù)還在其他很多行業(yè)中扮演著不可或缺的角色,它的進(jìn)步必定會帶動一系列產(chǎn)業(yè)的優(yōu)化和升級,為人類社會的良性發(fā)展貢獻(xiàn)出巨大的正能量。為了人類居住的地球不再因為能源的稀缺而烽煙彌漫,電能的存儲技術(shù)亟待取得新突破。下面就傳統(tǒng)電網(wǎng)與智能電網(wǎng)功能對比表(見3-1):
當(dāng)然,智能電網(wǎng)既要適應(yīng)大型電源中心的集中式接入,也要適應(yīng)各類可再生能源發(fā)電的分散式接入。目前我國智能電網(wǎng)的發(fā)展面臨著可再生能源發(fā)電與智能電網(wǎng)的互動和協(xié)調(diào)、均衡發(fā)展的問題,這就離不開儲能技術(shù)的支持,儲能技術(shù)是可再生能源發(fā)展應(yīng)用的先決條件,也是實(shí)現(xiàn)智能電網(wǎng)與可再生能源發(fā)電互動、融合的必要方法。而智能電網(wǎng)將安全、無縫的融合各種不同類型的發(fā)電和儲能系統(tǒng),并能夠使其并網(wǎng)過程達(dá)到最簡化,最終近似的實(shí)現(xiàn)“即插即用”。而在智能電網(wǎng)建設(shè)中,大型集中式發(fā)電廠包括各種清潔能源的電源,這些大型電廠通過加強(qiáng)輸電系統(tǒng)的建設(shè)仍然能夠遠(yuǎn)距離輸送電力,繼續(xù)發(fā)揮主要的作用。因此,智能電網(wǎng)通過遍布電網(wǎng)的諸多儲能節(jié)點(diǎn),同時對電力資源進(jìn)行更為有效的調(diào)度,有效平衡各方利益,提高整個電網(wǎng)的用能。
儲能技術(shù)在電氣工程領(lǐng)域中的應(yīng)用
3.1、抽水儲能技術(shù)
抽水儲能技術(shù)最大的特點(diǎn)就是電能儲存能力較大,對于電力系統(tǒng)用電高峰時期的電能補(bǔ)充有著優(yōu)秀的表現(xiàn)。抽水蓄能電站是目前在實(shí)際工程中技術(shù)最成熟,同時應(yīng)用最為廣泛的一種儲能方式,其結(jié)構(gòu)如圖1所示:
圖1 抽水蓄能電站示意圖
抽水儲能電站在構(gòu)成上必須具有上、下游兩個水庫,其工作原理是在電力負(fù)荷低谷時期,利用電網(wǎng)剩余電能將水從下游水庫抽到上游水庫,即相當(dāng)于將電能轉(zhuǎn)化成水的重力勢能存儲,在這個過程中,抽水儲能裝置工作于電動機(jī)狀態(tài);而在負(fù)荷高峰吋段,系統(tǒng)利用儲存于上游水庫中水的重力勢能進(jìn)行發(fā)電,補(bǔ)充電網(wǎng)供電不足,在這個過程中,抽水儲能裝置則是工作于發(fā)電機(jī)的狀態(tài)。抽水儲能電站是現(xiàn)在唯一可以大規(guī)模解決電力系統(tǒng)中峰谷調(diào)節(jié)困難的方法,其具有多種優(yōu)點(diǎn):技術(shù)上已經(jīng)成熟,運(yùn)行可靠,容量可以做得很大;缺點(diǎn)是地理條件因素會限制水庫的建造,具有合適的高低水庫且適合建造儲能電站的地理位置較少,一般又都遠(yuǎn)離負(fù)荷中心,輸電損耗較大,地理位置偏僻也給其維護(hù)帶來了不便。
3.2、空氣壓縮儲能技術(shù)
壓縮空氣儲能技術(shù)主要用于燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電設(shè)備。壓縮空氣儲能示意圖(見圖2)。
壓縮空氣儲能電站在實(shí)質(zhì)上是一種用于調(diào)峰的燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電廠,其主要原理利用電力系統(tǒng)負(fù)荷低谷時段的剩余電力進(jìn)行壓縮空氣作業(yè),并將其儲存于高壓密封設(shè)施內(nèi),在負(fù)荷高峰時段釋放出來用以驅(qū)動燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)電。壓縮空氣儲能與抽水儲能類似,只要能做到較大規(guī)模,就可用于解決峰谷差問題,其關(guān)鍵問題就是找到一個適合儲存壓縮空氣的場所,最合適的場所是水封恒壓儲氣站,這種場所可以保持輸出為恒壓氣體,因此能夠保障燃?xì)廨啓C(jī)穩(wěn)運(yùn)行穩(wěn)定,增加系統(tǒng)的穩(wěn)定性。隨著分布式發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展,提高儲氣壓力和減小儲氣庫容量就顯得更為必要,今后,微型壓縮空氣蓄能電站(micro-CAES)將是CAES最具有應(yīng)用性的發(fā)展途徑。
3.3、飛輪儲能技術(shù)
目前的飛輪儲能技術(shù)主要是通過一個旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊與軸承組成。其中軸承是采用磁懸浮技術(shù),主要目的就是為了減少由于旋轉(zhuǎn)摩擦引起的能量損耗,提高儲能效率延長使用年限。飛輪儲能技術(shù)由于受外界環(huán)境影響較大,因此推廣程度不及抽水儲能及化學(xué)蓄電池儲能。(飛輪儲能見圖3)
飛輪儲能的原理是當(dāng)系統(tǒng)儲存能量時,將電能通過內(nèi)部的電機(jī)轉(zhuǎn)化為飛輪的動能儲存起來,當(dāng)需要放電時,又將飛輪的動能經(jīng)過電機(jī)還原為電能,輸送給外部負(fù)載使用。目前,飛輪儲能主要用于不間斷電源系統(tǒng)、應(yīng)急電源系統(tǒng)、電網(wǎng)調(diào)峰以及頻率控制。隨著磁懸浮軸承技術(shù)的進(jìn)步,飛輪的大型化、高速化發(fā)展以及軸承有效載荷密度的提高,飛輪儲能的應(yīng)用將會更加廣泛。
3.4、超級電容器儲能
電容是電力行業(yè)常見的元件,但是超級電容器與傳統(tǒng)電容器有很大的區(qū)別。超級電容器的電介質(zhì)常數(shù)更大,其過大的內(nèi)部表面積使得超級電容器有著出眾的耐壓優(yōu)勢。大部分超級電容器的材質(zhì)都是采用陶瓷來記性設(shè)計,因為陶瓷有著極高的耐壓和絕緣效果,超級電容儲能技術(shù)是未來儲能技術(shù)的主要發(fā)展方向。超級屯容器儲能示意圖(見圖4)
超級電容器經(jīng)過近幾年的發(fā)展,目前已形成諸多系列產(chǎn)品,超級電容器儲能最大儲能量已達(dá)30 MJ,但由于超級電容器價格比較昂貴,其發(fā)展空間受到一定的限制,在電力系統(tǒng)中,超級電容器儲能—般用于負(fù)載平滑、改善電能質(zhì)量、調(diào)整高峰值功率等,在系統(tǒng)電壓跌落或受到瞬態(tài)干擾時提高供電質(zhì)量。
4、儲能技術(shù)未來發(fā)展方向
我國未來智能電網(wǎng)的發(fā)展要求提高能源利用效率、調(diào)整能源結(jié)構(gòu)、增加替代能源,實(shí)現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。儲能技術(shù)可以調(diào)節(jié)可再生能源發(fā)電的輸出功率,并使其具備向電力系統(tǒng)提供頻率控制功能以及快速功率響應(yīng)等輔助服務(wù),為可再生能源的大規(guī)模應(yīng)用開辟了可行之路。當(dāng)前,電力儲能技術(shù)正向著轉(zhuǎn)換效率的高效化、儲存能量的高密度化和應(yīng)用的低成本化方向發(fā)展,通過各種試驗示范和實(shí)際運(yùn)行,其發(fā)展日趨成熟,我們有理由相信,在我國智能電網(wǎng)的建設(shè)發(fā)展中,儲能技術(shù)必將會有更廣闊的應(yīng)用和發(fā)展。
參考文獻(xiàn):