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能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲(chǔ)能技術(shù)

2022-02-07 22:13王先軍
科技研究·理論版 2022年1期
關(guān)鍵詞:機(jī)械自動(dòng)化應(yīng)用措施機(jī)械制造

王先軍

摘 要:隨著我國(guó)現(xiàn)代科技的繁榮穩(wěn)定發(fā)展,機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)與機(jī)械制造行業(yè)的聯(lián)系日益密切,技術(shù)應(yīng)用成果越來(lái)越多,不斷加速機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)的改造升級(jí),爆發(fā)出智能化、集成化、敏捷化、虛擬化以及柔性自動(dòng)化的發(fā)展?jié)摿Γ瑱C(jī)械自動(dòng)化在機(jī)械制造中的深度應(yīng)用前景良好通過對(duì)當(dāng)前我國(guó)儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用情況的分析,圍繞如何進(jìn)一步促進(jìn)電力儲(chǔ)能技術(shù)研究與創(chuàng)新、提高電力儲(chǔ)能技術(shù)水平、保障電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)建設(shè)與發(fā)展等提出了具體建議。

關(guān)鍵詞:機(jī)械自動(dòng)化;機(jī)械制造;現(xiàn)狀;應(yīng)用措施

引言:電力系統(tǒng)中應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)能有效促進(jìn)電力系統(tǒng)的高效運(yùn)行,同時(shí)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù),也給該技術(shù)帶來(lái)了新的發(fā)展機(jī)遇,對(duì)推動(dòng)電力儲(chǔ)能技術(shù)的創(chuàng)新有重要意義。在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下,我國(guó)當(dāng)前采用的電力儲(chǔ)能技術(shù)還存在一定問題,技術(shù)水平較為落后,尚不能滿足實(shí)際發(fā)展需求,因此必須加強(qiáng)電力儲(chǔ)能技術(shù)相關(guān)研究,使其能夠?yàn)槟茉椿ヂ?lián)網(wǎng)建設(shè)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)提供助力。

1能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲(chǔ)能技術(shù)現(xiàn)狀

1.1物理電力儲(chǔ)能技術(shù)

當(dāng)前物理電力儲(chǔ)能技術(shù)主要是利用自然環(huán)境、機(jī)械設(shè)備等,將水與空氣進(jìn)行存儲(chǔ),之后采用相應(yīng)的釋放途徑獲取電力能源。當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的電力儲(chǔ)能技術(shù)為抽水蓄能技術(shù),該項(xiàng)技術(shù)的壽命周期較長(zhǎng),電力能源存儲(chǔ)量較大。抽水蓄能在電力儲(chǔ)能過程中,利用水泵將水沖到水庫(kù)中,之后通過水庫(kù)發(fā)電機(jī)組將其轉(zhuǎn)化為電力能源。抽水蓄能電力儲(chǔ)能技術(shù)能夠發(fā)揮削峰填谷、調(diào)頻調(diào)相等功能,同時(shí)能夠?qū)﹄娏δ茉唇Y(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化,進(jìn)而提高電力能源利用率。

1.2儲(chǔ)熱電力儲(chǔ)能技術(shù)

當(dāng)前儲(chǔ)熱類型的電力儲(chǔ)能技術(shù)主要包括潛熱儲(chǔ)能、顯熱儲(chǔ)能以及化學(xué)儲(chǔ)熱等類型,具有能夠在介質(zhì)溫度提高的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)熱存儲(chǔ)的特點(diǎn)。潛熱儲(chǔ)能技術(shù)即相變儲(chǔ)能技術(shù),這種儲(chǔ)能技術(shù)在運(yùn)行過程中,主要利用儲(chǔ)能材料相變的條件,產(chǎn)生熱量或釋放熱量,當(dāng)前應(yīng)用最多的為固——液相變。潛熱儲(chǔ)能技術(shù)與顯熱儲(chǔ)能技術(shù)的主要差異是潛熱儲(chǔ)能的溫度較為穩(wěn)定,所以產(chǎn)生的能量密度較大。化學(xué)儲(chǔ)熱技術(shù)在存儲(chǔ)電力能源的過程中,主要利用化學(xué)可逆反應(yīng)形式,具有寬溫域梯級(jí)儲(chǔ)熱的特征。相比于潛熱儲(chǔ)能技術(shù)和顯熱儲(chǔ)能技術(shù),化學(xué)儲(chǔ)熱技術(shù)的能量密度具有明顯提升,但是化學(xué)儲(chǔ)熱技術(shù)對(duì)于材料性能和質(zhì)量要求較高,材料儲(chǔ)能成本較高,在材料選擇方面具有較大難度,所以應(yīng)用占比較小,需要對(duì)材料相關(guān)的技術(shù)進(jìn)行研究。

2電力儲(chǔ)能技術(shù)在能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的作用

2.1提高可再生能源

占比傳統(tǒng)的火力發(fā)電不僅需要消耗大量的煤炭資源,同時(shí)會(huì)對(duì)自然環(huán)境產(chǎn)生很大的危害,近些年來(lái)在我國(guó)電力網(wǎng)絡(luò)建設(shè)過程中,可再生能源的應(yīng)用比重不斷增加??稍偕茉创笠?guī)模入網(wǎng)是主要發(fā)展趨勢(shì),但是大部分可再生能源在電力能源生產(chǎn)與輸送方面存在不穩(wěn)定性,電力生產(chǎn)不穩(wěn)定會(huì)導(dǎo)致電力網(wǎng)絡(luò)的持續(xù)供給能力不足,甚至?xí)l(fā)安全性問題。因此,當(dāng)前解決可再生能源供電不穩(wěn)定問題的主要手段是升級(jí)電力儲(chǔ)能技術(shù),通過采用電力儲(chǔ)能技術(shù),有效提升可再生能源供電穩(wěn)定性,將通過可再生能源產(chǎn)生的電能進(jìn)行儲(chǔ)存,當(dāng)出現(xiàn)供電不穩(wěn)定的情況時(shí)能夠利用儲(chǔ)存的電能進(jìn)行供電,是提高可再生能源在電力網(wǎng)絡(luò)中占比的重要技術(shù)[1]。

2.2有助于能源交易更加自由

能源互聯(lián)網(wǎng)背景下可創(chuàng)新原有的能源交易模式,在能源市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中可促使能源生產(chǎn)者和能源消費(fèi)者紛紛參與進(jìn)來(lái),可強(qiáng)化兩者在能源市場(chǎng)上的主體地位,參與到能源市場(chǎng)上的生產(chǎn)者和消費(fèi)者兩者角色可相互轉(zhuǎn)換,能進(jìn)一步優(yōu)化能源在局部區(qū)域中的配置,提升能源使用效率。此外,能源互聯(lián)網(wǎng)背景下應(yīng)用電力儲(chǔ)能技術(shù),還可以將大范圍內(nèi)的能源配置效率提升, 促使電能資源可以更加合理的分配。

2.3建設(shè)多元化能源系統(tǒng)管理模式

在能源管理系統(tǒng)建設(shè)過程中,通過利用電力儲(chǔ)能技術(shù)能夠建設(shè)多元化的管理模式,使得電力能源在生產(chǎn)、轉(zhuǎn)換、儲(chǔ)存以及消費(fèi)等多個(gè)環(huán)節(jié)能夠以價(jià)格為基礎(chǔ)反映基本信息,從而能夠全面降低電力能源管理成本,提高電力網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性和安全性。在電力能源管理系統(tǒng)決策中,通過與電力儲(chǔ)能技術(shù)相結(jié)合,能夠提高對(duì)電力儲(chǔ)能的管理效率,從而使電力能源的供需更加平衡。同時(shí),在電力儲(chǔ)能功率方面,能夠按照當(dāng)前的儲(chǔ)能狀態(tài)進(jìn)行變化,從而使電力供給與需求更加均衡,為電力企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的提升做出突出貢獻(xiàn)[2]。

3能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲(chǔ)能技術(shù)分析

3.1儲(chǔ)熱技術(shù)

潛熱儲(chǔ)能、顯熱儲(chǔ)能以及化學(xué)儲(chǔ)熱是儲(chǔ)熱技術(shù)主要的類型。其中在介質(zhì)溫度提高的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)熱存儲(chǔ)是顯熱儲(chǔ)能的顯著特點(diǎn)。潛熱儲(chǔ)能又被稱為相變儲(chǔ)能,該模式的儲(chǔ)能技術(shù)主要是在材料發(fā)生相變的情況下,吸收熱量或者釋放熱量,現(xiàn)階段最流行的相變儲(chǔ)能模式為固-液相變。相變儲(chǔ)能和顯熱儲(chǔ)能最明顯的不同在于相變儲(chǔ)能的溫度較為穩(wěn)定,產(chǎn)生的能量密度較大?;瘜W(xué)儲(chǔ)熱在存儲(chǔ)熱能時(shí)主要是通過化學(xué)可逆反應(yīng)的方式,能呈現(xiàn)出寬溫域梯級(jí)儲(chǔ)熱的特點(diǎn),化學(xué)儲(chǔ)熱儲(chǔ)存的能量密度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于其他方式的儲(chǔ)熱技術(shù),如潛熱儲(chǔ)能、顯熱儲(chǔ)能?;瘜W(xué)儲(chǔ)熱技術(shù)對(duì)材料的要求較高,在材料選擇上帶有較大困難,因此現(xiàn)階段普遍采取的儲(chǔ)熱技術(shù)以潛熱儲(chǔ)能、顯熱儲(chǔ)能在為主。

3.2能源價(jià)格機(jī)制

為了確保在能源消耗上不造成資源的浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)效益上的降低,技術(shù)人員在對(duì)能源交易上必須對(duì)其價(jià)格進(jìn)行合理的分析和控制。具體來(lái)說(shuō),工作人員必須切實(shí)考慮到經(jīng)濟(jì)利益和網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行的管理要求,通過完善電力能源交易和能源價(jià)格機(jī)制體制,減少關(guān)于電力能源系統(tǒng)的成本使用的波動(dòng)性。除此之外,相關(guān)工作人員還必須結(jié)合市場(chǎng)的實(shí)際情況,將電力儲(chǔ)能的實(shí)際效果和能源交易相結(jié)合,以此來(lái)確保電力儲(chǔ)能技術(shù)在工作過程當(dāng)中的使用[3]。

3.3集成化與模塊化儲(chǔ)能

在網(wǎng)絡(luò)化背景下,智能系統(tǒng)都在趨向集成化與模塊化,儲(chǔ)能系統(tǒng)也不例外,為了高效利用智能技術(shù),保障能源互聯(lián)網(wǎng)安全、經(jīng)濟(jì)、穩(wěn)定地運(yùn)行,提高控制工作效率,集成化與模塊化勢(shì)在必行。這是因?yàn)榧苫c模塊化是解決問題、滿足需求、合理控制流程的優(yōu)化方案,這意味著一體的集成化和模塊化配置,將有更優(yōu)的服務(wù)質(zhì)量。

3.4大容量?jī)?chǔ)能和新能源協(xié)同技術(shù)

在新能源大規(guī)模入網(wǎng)的背景下,如何高效利用新能源發(fā)電是當(dāng)前需要考慮的主要內(nèi)容,故需采用相應(yīng)的策略,解決新能源發(fā)電不穩(wěn)定的問題。新能源在電力網(wǎng)絡(luò)中,儲(chǔ)能技術(shù)具有關(guān)鍵性作用,是提高新能源發(fā)電穩(wěn)定性、經(jīng)濟(jì)性及安全性的重要基礎(chǔ)技術(shù)。利用電力儲(chǔ)能技術(shù),能夠有效解決多項(xiàng)問題,通過對(duì)大容量?jī)?chǔ)能的合理規(guī)劃,采用相應(yīng)的高儲(chǔ)能選型,對(duì)儲(chǔ)能布局和容量配置等方面進(jìn)行全面優(yōu)化,在數(shù)種電力資源相互配合的前提下,能夠全面提升可再生能源利用率。新能源發(fā)電的協(xié)同調(diào)度技術(shù),需要對(duì)電能存儲(chǔ)系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)備用量、調(diào)峰調(diào)頻等進(jìn)行優(yōu)化,從而能夠更好地實(shí)現(xiàn)控制目標(biāo),進(jìn)而達(dá)到功能多元化的新能源電力儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展規(guī)劃[4]。

結(jié)束語(yǔ):隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展,對(duì)能源技術(shù)的要求也越來(lái)越高。尤其是電力儲(chǔ)能技術(shù)當(dāng)中的儲(chǔ)熱工藝、電動(dòng)汽車、電化學(xué)儲(chǔ)能工藝等方面均提出了較大的要求。然而,電力儲(chǔ)能工藝的轉(zhuǎn)型和升級(jí)對(duì)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的影響重大,同時(shí)提出當(dāng)前電力儲(chǔ)能技術(shù)的主要發(fā)展成果,希望能夠?qū)ξ覈?guó)能源戰(zhàn)略發(fā)展起到一定的借鑒和幫助作用,不斷提高我國(guó)能源互聯(lián)網(wǎng)建設(shè)水平。

參考文獻(xiàn):

[1]孟偉.能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲(chǔ)能技術(shù)展望[J].科學(xué)大眾,2019,(003):6-7.

[2]杜法剛,滕松.探究能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲(chǔ)能技術(shù)展望[C]//2020智能電網(wǎng)新技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用研討會(huì)論文集,2020.

[3]杜錦芬. 能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲(chǔ)能技術(shù)分析[J]. 通訊世界,2019, 334(03):261-262.

[4]李建林,田立亭,來(lái)小康.能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲(chǔ)能技術(shù)展望[J].電力系統(tǒng)自動(dòng)化,2020,(23):15-25.

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