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国家电网的电是怎么储存的，发电厂大规模电力存储途径( 二 )

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2. 压缩空气储能
压缩空气储能电站是20世纪50年代提出的 。该系统把廉价的电力储存起来，供高峰用电期使用 。它利用过剩的非峰荷电带动压缩机，把地下的储气库充满空气，以后再把空气释放出来，推动透平发电机发电 。压缩空气储能很早就用于气动工具，它的原理和抽水储能基本相同，因此只要做到较大规模，就可以用于解决峰谷差问题 。这里最关键的是能否找到合适的储存压缩空气的场所，例如密封的山洞或废弃矿井等 。目前，世界上只有少数国家建成了示范性电站 。
【国家电网的电是怎么储存的，发电厂大规模电力存储途径】3. 飞轮储能
飞轮储能也称为飞轮电池 。飞轮储能装置中有一个内置电机，它既是电动机也是发电机 。在储存电能时，它作为电动机给飞轮加速；当需要电能时，它又作为发电机给外设供电，此时飞轮的转速不断下降；而当飞轮空闲运转时，整个装置则以最小损耗运行 。飞轮的加速和减速实现了充电和放电 。由于采用变速恒频的电力电子技术，输出电能的频率可保持不变 。同时，飞轮机组可以制成单元型，根据需要组合成更大功率的装置，并安装在负荷附近 。这样既可根据需要逐步扩展，又可避免输电损失 。由于在实际工作中，飞轮的转速可达40000～500000r/min，一般金属制成的飞轮无法承受这样高的转速，所以飞轮一般都采用碳纤维制成，既轻又强，进一步减少了整个系统的重量，同时，为了减少充放电过程中的能量损耗(主要是摩擦力损耗)，电机和飞轮都使用磁轴承，使其悬浮，以减少机械摩擦；同时将飞轮和电机放置在真空容器中，以减少空气摩擦 。这样飞轮电池的净效率(输入输出)可以达到95%左右 。飞轮储能的研究主要着力于研发提高能量密度的复合材料技术和超导磁悬浮技术 。其中超导磁悬浮是降低损耗的主要方法，而复合材料能够提高储能密度，降低系统体积和重量 。
4. 磁场储能（超导线圈储能）
磁场储能就是在电感中充入电流时存储的磁场能 。磁场储能发挥其作用得益于超导线圈 。它通过快速、高效的换流器与电力系统连接 。由于超导线圈在运行时没有电阻，因此它的储能效率很高 。同时它的电流密度远高于常规线圈，可以做到很高的储能密度 。另外其响应时间只受控制回路的时间常数和换流器开关时间限制，因而响应速度很快，适合于在瞬变状态下，例如电力系统的暂态过程下使用 。它的缺点是需要深冷设备，即使是高温超导线圈也要在液氮温度下运行 。当然，目前超导线圈储能的实用技术上仍有一定的困难 。需要在成本、高温超导线材、变流器、控制策略、降低损耗和提高稳定性、失超保护技术等方面展开研究 。
5. 电场储能（超级电容储能）
电场储能就是利用电容器储存电荷的能力来储存电能 。过去由于电容器的电容量太小，电容储能只在弱电方面或高压脉冲技术方面得到应用 。随着超级电容器的出现，电容储能开始向能源领域进军 。所谓超级电容器，就是有超大电容量的电容器，它的电介质具有极高的介电常数，因此可以在较小体积内制成以法拉为单位的电容器，比一般电容量大了几个数量级 。电容器储能同样具有快速充放电能的优点，甚至比超导线圈更快 。且不需要复杂的深冷设备 。但超级电容器的电介质耐压很低，制成的电容器一般仅有几伏耐压 。如果能把电压提高，则储能将以平方的关系增长，这正是目前超级电容的研究方向 。另外，由于它的工作电压低，所以在实际使用中必须将多个电容器串联使用 。这就要求增加充放电的控制回路，使每个电容器能工作在最佳条件下，这也是需要研究的问题之一 。尽管如此，超级电容储能将在交通和能源领域中得到广泛的应用 。

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