储能技术在电力系统中的应用研究(毕业论文)

毕业论文（设计）储能技术在电力系统中的应用研究系别：电气工程系专业：电气工程及其自动化摘要储能技术是一项可能对未来电力系统发展及运行带来革命性变化的技术，必须立足长远从整个电力系统的角度来考虑，明确储能技术的发展定位，要全面分析储能技术应用对整个电力系统和社会带来的综合效益和价值。目前各类技术正处于快速发展阶段，应当采取鼓励多元发展的路线，加快各类技术的小规模试点和示范应用，通过实践检验、筛选出有前景的技术，在电力系统目前应重点加快在新能源发电和用户侧的试点应用。而且针对性的政策法规对储能技术的发展至关重要，应当积极研究储能相关的法规，清晰界定相关方面的责任义务，出台包括峰谷电价、投资补贴在内的激励机制。本文介绍了国内外各种储能技术的发展现状，并从电力系统安全高效运行的角度论述了电能储存技术的重要性。本文对抽水储能、蓄电池储能、飞轮储能、超导磁储能、压缩空气储能、超级电容器储能等几种储能技术的原理和实现方法II作了介绍，并对其在电力系统中的应用情况以及可实施性作了说明。关键词：储能技术，电力系统，安全，高效，稳定性AbstractEnergystoragetechnologyisapossiblefuturedevelopmentandoperationofpowersystemsbroughtaboutrevolutionarychangesintechnology,youmusttakealong-termperspectivefromthepointofviewoftheentirepowersystem,clearenergystoragetechnologydevelopment,comprehensiveanalysisofenergystoragetechnologyfortheentirepowersystemandcomprehensivebenefitandvaluetothecommunity.Atpresent,allkindsoftechnologyisinastageofrapiddevelopment,shouldbetakentoencouragepluralisticdevelopmentofroute,speedupallkindsoftechnicalapplicationofsmallscalepilotanddemonstration,bypractice,filteringoutthepromisingtechnologies,inthepowersystemshouldnowbefocusedonspeedingupthepilotapplicationofnewenergypowergenerationandcustomerside.AndtargetedIIIpoliciesandregulationsisessentialtodevelopmentofenergystoragetechnologies,shouldactivelystudyonenergy-relatedregulations,clearlydefinetheresponsibilities,introduced,includingpeak-Valleyelectricitypricesubsidies,investmentincentives.Thisarticledescribesthedevelopmentofvariousenergytechnologiesathomeandabroad,andfromtheangleofthesafeandefficientoperationofpowersystemsdiscussestheimportanceofenergystoragetechnology.Articleonpumped-storage,batterystorage,flywheelenergystorage,superconductingmagneticenergystorage,compressedairenergystorage,supercapacitorenergystorageprincipleandrealizationmethodofenergystoragetechnologies,suchasmadeapresentationanditsapplicationinelectricpowersystem,andcanbeimplementedasdescribed.Keywords:Energystorage,Powersystem,Safety,High,Efficiency,Stability目录摘要............................................................................................................................IAbstract........................................................................................................................II1绪论1.1课题背景....................................................................................................................11.2课题研究的目的及意义...............................................................................................11.3国内外研究的现状......................................................................................................12基于储能技术的解决方案2.1能量存储技术的历史及发展前景..................................................................................42.2能量存储系统——分布式储能系统...............................................................................53储能技术的发展现状3.1抽水储能（PumpedHydroStorage）.............................................................................63.2采用不同化学物质的先进蓄电池储能（BatteryStorage）..............................................83.3飞轮储能（FlywheelsStorage）....................................................................................93.4超导磁储能（SuperconductiveMagneticEnergyStorage,SMES）..................................113.5超级电容器储能（SuperCapacitorStorage,SCS）........................................................143.6压缩空气储能（CompressedAirEnergyStorage,CAES）.............................................163.6.1压缩空气储能技术的应用前景................................................................................183.6.2压缩空气储能技术相比于其他储能技术在电力系统中的优势...................................204关于储能的热点研究问题.................................................................205总结语及展望....................................................................................................24致谢.........................................................................................................................25参考文献....................................................................................................................26附录.........................................................................................................................2811绪论1.1课题背景安全、优质、经济是对电力系统的基本要求。近年来，随着全球经济的发展对电力需求的增长和电力企业市场化革命的推行，电力系统的运行和需求正在发生巨大的变化，一些新的矛盾日显突出，主要问题有:（1）系统装机容量难以满足峰值负荷的需求；（2）现有电网在输电能力方面落后于用户的需求；（3）复杂的大电网受到扰动后的安全稳定问题日益突出；（4）用户对电能质量和供电可靠性的要求越来越高；（5）电力企业市场化促使用户侧，需要能量管理技术的支持；（6）必须考虑环境保护和政府政策因素对电力系统发展的影响。2000年到2001年初，美国加州供电系统由于用电需求的增长超过电网的供电能力，出现了电力价格大范围波动以及多次停电事故；我国自2002年以来，已经连续十年出现多个省市拉闸限电的状况；在世界上的其他国家和地区，也不同程度地出现了电力短缺的现象[1]。系统供电能力，尤其是在输电能力和调峰发电方面的发展已经落后于用电需求的增长，估计这种状况还会在一段时间内长期存在，对电力系统的安全运行将带来潜在的威胁。1.2课题研究的目的及意义加强电网建设（新建输电线路和常规发电厂），努力提高电网输送功率的能力，可以保证在满足系统安全稳定的前提下向用户可靠地输送电能。但是，由于经济、环境、技术以及政策等方面的制约，电网发展难以快速跟上用户负荷需求增长的步伐，同时电网在其规模化发展过程中不可避免地会在一段时间甚至长期存在结构上的不合理问题；另一方面，随着电力企业的重组，为了获取最大利益，企业通常首先选择的是尽可能提高设备利用率，而不是投资建设新的输电线路和发电厂[2]。因此，单靠上述常规手段难以在短时间内有效地扭转电力供需不平衡的状况。在现代电力系统中，用户对于电能质量和供电可靠性的要求越来越高。冲击过电压、电压凹陷、电压闪变与波动以及谐波电压畸变都不同程度地威胁着用电设备特别是敏感性负荷的正常运行。电力市场化的推行也促使电力供应商和用户一起共同寻求新的能量管理技术支持，以提高电网运行的安全性和经济性。1.3国内外研究的现状长期以来，世界各国电力系统一直遵循着一种大电网、大机组的发展方向，按照集中输配电模式运行。在这种运行