儲能技術(shù)及其在現(xiàn)代電力系統(tǒng)中的應(yīng)用-閱讀頁
2025-06-15 04:19本頁面
【正文】 rage） 大多數(shù)現(xiàn)代飛輪儲能系統(tǒng)都是由一個圓柱形旋轉(zhuǎn)質(zhì)量塊和通過磁懸浮軸承組成的支撐機(jī)構(gòu)組成。為了保證足夠高的儲能效率，飛輪系統(tǒng)應(yīng)該運(yùn)行于真空度較高的環(huán)境中，以減少風(fēng)阻損耗。 飛輪儲能的一個突出優(yōu)點(diǎn)就是幾乎不需要運(yùn)行維護(hù)、設(shè)備壽命長（20年或者數(shù)萬次深度充放能量過程）且對環(huán)境沒有不良的影響。 在實現(xiàn)飛輪儲能裝置時，可采用固體鋼結(jié)構(gòu)飛輪，也可采用復(fù)合材料飛輪，具體采用何種飛輪需要進(jìn)行經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較，在系統(tǒng)成本、重量、尺寸以及材料性能等指標(biāo)之間進(jìn)行折衷。飛輪實際可輸出的能量取決于其速度變化范圍，它不可能在很低的轉(zhuǎn)速下輸出額定功率。以Beacon Power為領(lǐng)先水平的研究機(jī)構(gòu)正在致力于飛輪儲能的優(yōu)化設(shè)計，以便將其用于長過程儲能服務(wù)（多達(dá)幾個小時），同時降低其商用成本。4 超導(dǎo)磁儲能（Superconductive Magnetic Energy Storage，SMES） 盡管早在1911年人們就發(fā)現(xiàn)了超導(dǎo)現(xiàn)象，但直到20世紀(jì)70年代，才有人首次提出將超導(dǎo)磁儲能作為一種儲能技術(shù)應(yīng)用于電力系統(tǒng)。SMES在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用包括：負(fù)荷均衡、動態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、頻率調(diào)整、輸電能力提高以及電能質(zhì)量改善等方面。功率變換／調(diào)節(jié)系統(tǒng)將SMES單元與交流電力系統(tǒng)相連接，并且可以根據(jù)電力系統(tǒng)的需要對儲能線圈進(jìn)行充放電。 和其他的儲能技術(shù)相比，目前SMES仍很昂貴，除了超導(dǎo)體本身的費(fèi)用外，維持低溫所需要的費(fèi)用也相當(dāng)可觀。已有的研究結(jié)果表明，對輸配電應(yīng)用而言，微型（）和中型（～100MWh）SMES系統(tǒng)可能更為經(jīng)濟(jì)。目前，在世界范圍內(nèi)有許多SMES工程正在進(jìn)行或者處于研制階段。與常規(guī)電容器相比，超級電容器具有更高的介電常數(shù)、更大的表面積或者更高的耐壓能力。 目前，超級電容大多用于高峰值功率、低容量的場合。超級電容器安裝簡單，體積小，并可在各種環(huán)境下運(yùn)行（熱、冷和潮濕），現(xiàn)在已經(jīng)可為低功率水平的應(yīng)用提供商業(yè)服務(wù)。這是因為，常規(guī)燃?xì)廨啓C(jī)在發(fā)電時大約需要消耗輸入燃料的2／3進(jìn)行空氣的壓縮，而CAES則可利用電網(wǎng)負(fù)荷低谷時的廉價電能預(yù)先壓縮空氣，然后根據(jù)需要釋放儲存的能量加上一些燃?xì)膺M(jìn)行發(fā)電。通過溶巖建造這樣的洞穴大約需要1年半到兩年的時間。美國1991年在Alabama的McIntosh建成了第二臺商用CAES，機(jī)組功率為110MW，整個建設(shè)耗時30個月，耗資6500萬美元，這臺機(jī)組能夠在14min之內(nèi)并網(wǎng)。 表2給出了各種儲能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀及合適的應(yīng)用范圍。成本過高是限制目前各種儲能技術(shù)推廣應(yīng)用的共同問題之一，提高能量轉(zhuǎn)換效率和降低成本是儲能技術(shù)研究的一個重要方向。 （2）儲能系統(tǒng)在輸配電系統(tǒng)中的應(yīng)用研究，包括儲能電源的合理規(guī)劃、儲能系統(tǒng)與現(xiàn)有電網(wǎng)之間的柔性聯(lián)接技術(shù)、先進(jìn)的控制調(diào)節(jié)技術(shù)以及儲能系統(tǒng)與FATCTS、再生能源等相結(jié)合的技術(shù)研究。必須在充分理解含儲能裝置的電力系統(tǒng)的動態(tài)特性的基礎(chǔ)上，研究在電力系統(tǒng)的各類動態(tài)條件下儲能裝置內(nèi)部的復(fù)雜非線性電磁問題，以及儲能裝置和現(xiàn)有電力系統(tǒng)元件之間的相互作用。例如，必須在能夠向儲能裝置的擁有者連續(xù)提供實時電價信息，如當(dāng)日電價或者供電費(fèi)用等的前提下，才能使儲能裝置的作用得到充分的發(fā)揮。國內(nèi)外的研究結(jié)果表明，各種各樣的儲能系統(tǒng)技術(shù)提供了具有很寬時間范圍的儲能功能，從幾秒鐘到數(shù)十小時，這些對解決電力系統(tǒng)的供電壓力，改善電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，提高供電質(zhì)量提供了新的思路和有效的技術(shù)支持。我們應(yīng)該充分利用我國正在進(jìn)行的電力體制改革和電力工業(yè)大發(fā)展的良好機(jī)遇，積極開展這一領(lǐng)域的研究，為我國電力系統(tǒng)安全高效運(yùn)行提供新的技
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