能源互联网背景下的电力储能技术展望分析

能源互联网背景下的电力储能技术展望分析

李凌

广东大明新能源科技有限公司 528300

摘要：得益于科学技术的创新与发展，电力储能技术在我国能源互联网构建中发挥至关重要作用，可在加强能量传输控制的同时，为电网稳定、安全运行提供技术支撑。本文从电力储能技术作用的分析入手，在基础上阐明能源互联网中电力储能关键技术的实践应用。

关键词：电力储能；能源互联网；可再生能源；电化学储能

引言：在我国能源互联网持续发展视域下，可再生能源的快速增长和能源交易的自由度提高，电力储能技术在能源系统中的价值逐渐凸显。电力储能技术能够解决可再生能源的间断性和不稳定性问题，提高能源利用率，促进能源的高效转换和利用。鉴于此，探讨电力储能技术在能源互联网中的应用，对助力我国能源结构的科学调整有着重要影响。

一、能源互联网下电力储能技术作用分析

（一）可再生能源占比提升

随着全球对可再生能源的关注度不断增加，可再生能源在能源互联网中的占比呈现出逐年增高的态势。传统能源依赖导致的环境问题和能源安全隐患使得人们对可再生能源的需求日益增加[1]。而其中电力储能技术的应用，在可再生能源占比提升方面发挥重要的作用，具体表现为：一是减少传统能源依赖。传统能源主要依赖煤炭、石油和天然气等有限资源，存在供应不稳定和环境污染等问题。通过提高可再生能源在能源互联网中的占比，可以减少对传统能源的依赖，降低环境污染和能源安全风险。二是提高能源供应可靠性。可再生能源如太阳能和风能等具有天然的不可控性，其供应极易受到天气条件的影响。电力储能技术能将可再生能源产生的电能进行有效储存，在能源需求高峰或可再生能源供应不足时释放出来，提供可靠的能源供应。

（二）能源交易自由度增高

现阶段能源市场发展水平与交易自动度控制之间存在密切关联，得益于电力储能技术的有效运用，可促进能源交易自由度的有效提升，具体表现为：（1）提供灵活的能源调度机制[2]。借助该技术实现对电能的有效储存，在需求高峰时释放出来，满足用户的能源需求。通过电力储能技术的灵活调度，能够在能源供应紧张或价格高涨时进行能量储备，以应对能源市场的波动。（2）促进能源多元化和市场竞争。电力储能技术的应用使得能源供应更加多元化，不再仅依赖于传统能源供应商。以促进能源市场的开放化、多元化发展，各种能源供应商和储能设备提供商可以根据市场需求和价格进行能源交易，从而提高市场竞争力。

二、能源互联网下储能技术现状

（一）氢储能

氢储能作为一种潜在的电力储能技术，具有高能量密度、长期储存和可再生特性。它通过将电能转化为氢能，并将氢气储存起来，以便在需要时再将氢气转化为电能供应给用户。纵观当前能源互联网发展中氢储能的应用，其主要技术原理是水电解产生氢气，然后将氢气储存起来，当能源需求增加时，通过燃料电池将氢气转化为电能供应给用户。氢气储存可以通过压缩氢气、液化氢气和固态氢储存等方式进行。该技术主要应用于能源储备和调度、能源供应的备用能源和紧急供电、电力系统的平衡调节以及峰谷电价利用等方面。此外，氢储能技术还可以与其他储能技术相结合，形成多能源互补的储能系统。目前，一些国家和地区已经开始在能源互联网中应用氢储能技术。例如，日本在能源互联网中推广氢能源的利用，建设了一系列氢能基础设施，包括氢能源站、氢燃料电池汽车等。此外，一些欧洲国家也在开展氢储能技术的实际应用项目，以推动可再生能源的大规模利用。尽管氢储能技术目前还面临一些技术和经济上的挑战，但其潜力巨大，具有长期储存和可再生的特点，被认为是未来能源储存领域的重要方向之一。随着氢能源产业的发展和技术的成熟，氢储能技术有望在能源互联网中得到更广泛的应用。

（二）电化学储能

能源互联网完善构建趋势下，电化学储能技术被广泛应用于储能系统，包括锂离子电池、钠离子电池、铅酸电池等，该技术主要是利用电化学反应将电能转化为化学能并实现有效存储。产生电能需求时，化学能再次转化为电能供应给用户。目前该技术广泛应用于能源互联网中的储能系统，包括分布式储能系统、储能电站、电动车辆等。在能源互联网中，电化学储能技术可以用于平衡电力系统的供需关系、调节能源波动性、提供备用能源和应急供电等。例如，分布式储能系统通过利用锂离子电池等电化学储能技术，为住宅、商业建筑和工业设施等提供备用能源和调峰削峰服务。此外，电动车辆也广泛采用了锂离子电池作为储能设备，实现了可持续的电动出行。但在多方面因素的影响下，该技术应用仍存在些许限制，首先，电化学储能设备的成本仍然较高，限制了其大规模应用的推广。其次，电化学储能技术的循环寿命和安全性也是需要重点关注的问题。此外，电化学储能技术的能量密度和快速充放电性能仍然有待优化与升级。

（三）储热电力储能技术

能源互联网发展过程中储热电力储能技术被应用较为常见，分析该技术应用原理，主要是通过将电能转化为热能，利用热媒或储热材料将热能进行存储，并根据供能需求利用热交换装置转化为热水、蒸汽或其他形式的热能，再通过热能转换装置将其转化为电能供应给用户。目前该技术广泛应用于能源互联网中的热能储存和供应领域。例如，热水储能系统可以将电能转化为热水储存起来，以供暖、热水供应等用途

[3]。蓄热式电站则通过将电能转化为热能储存起来，以备用能源和调峰削峰服务。相较于其他技术而言，储热电力储能技术具有热能转化和储存的特点，被认为是能源互联网中的重要储能技术之一。随着能源转型和可再生能源的大规模利用，储热电力储能技术有望在能源互联网中发挥更重要的作用，提供可靠的热能储存和供应解决方案，推动可持续能源的发展。但受到些许因素的限制，使得储热电力储能技术应用仍存在热能转换装置的热损失和能量转换效率较低、热储存材料的成本和储热容量等性能较低等限制。

三、能源互联网中电力储能关键技术

纵观我国能源互联网的实际发展，电力储能的实现离不开以下关键技术的应用：（1）能量流优化与能量调度技术。其主要是通过智能化的算法和系统，对能源供需进行实时监测和分析，以确定最佳的能源调度方案。在实际电力储能技术应用过程中，能量调度与能量流的优化可表现在：①能电站调度。能量流优化与能量调度技术可以对储能电站进行智能调度，根据电力系统的需求和市场价格，合理利用储能电池的储能容量和放电能力，实现电网频率和电压的稳定调节。通过储能电站的调度，可以提高电力系统的可靠性和灵活性。②微电网能量管理。能量流优化与能量调度技术可以在微电网中实现能源的智能管理和调度。通过对微电网中各种能源设备的能量流进行优化调度，可以最大程度地利用可再生能源和储能设备，提高微电网的自给自足能力和能源利用效率。（2）可再生能源发电协同调度技术。该技术是指通过智能化的算法和系统，对不同类型的可再生能源发电设备进行协同调度，以实现能源供需的平衡和优化。通过对风能、太阳能、水能等可再生能源发电设备的发电情况进行实时监测和分析，可以合理调度不同类型的发电设备，以满足电力系统的需求和市场需求。目前诸多家庭和企业选择在屋顶上安装太阳能储能设备。可实现最大程度地利用太阳能资源，并且不需要额外占用地面空间。安装人员会在屋顶上安装太阳能电池板，并将其与储能设备进行连接。太阳能电池板可以将太阳能转化为电能，并将其存储在储能设备中供以后使用。例如腾讯积极推动可持续能源的应用，其位于深圳总部的大楼屋顶上安装了大规模的太阳能电池板和储能设备，这些设备可以为办公楼提供可再生能源，并降低对传统能源的依赖。

结束语：

综上所述，电力储能技术的应用与发展不仅关乎着我国能源互联网的有效构建，同时与我国能源发展战略的推进存在密切关联。鉴于此，为助力我国能源互联网的可持续发展，需在加大电力储能技术研发与创新力度的基础上，依据实际能源需求来优化电力储能技术应用。

参考文献：

[1] 黄芳.能源互联网背景下电力储能技术展望[J].中国科技期刊数据库 工业A, 2022(6):3.

[2] 成超,阿力马斯别克·沙肯别克.能源互联网背景下的电力储能技术展望[J].电子乐园, 2019(14):1.

[3] 张龙,于腾蛟,惠鑫.能源互联网背景下的电力储能技术分析[J].电力系统装备, 2021, 000(007):172-173.