儲能裝置快速的功率調節能力使其突破了傳統電力系統重要依賴繼電保護和自動裝置的被動致穩框架，徹底改變傳統電力系統中缺乏快速補償不平衡功率的手段的狀況，形成嶄新的主動致穩新思想。

在目前所提出的各種超導電力裝置中，儲能裝置具有較大的技術可行性和經濟價值，因此隨著高溫超導和電力電子技術的不斷進步，開展儲能裝置的研制工作對各國電力事業具有深遠的意義，而且也是各國經濟戰略發展的要。

儲能技術在電力系統中的應用

1.電網調峰

2.系統備用容量

3.調節電網中的過負荷沖擊

4.提高電力系統穩定性

5.靜止無功補償

6.改善電能品質

7.分布式電源和可再生能源的功率平滑裝置

重要儲能技術

到目前為止，人們已經探索和開發了多種形式的電能儲能方式，重要可分為：機械儲能、化學儲能和電磁儲能等。

機械儲能：抽水蓄能、壓縮空氣儲能、飛輪儲能

化學儲能：鉛酸電池、氧化還原液流電池、鈉流電池、鋰離子電池

電磁儲能：超導儲能、超級電容器儲能

機械儲能-抽水蓄能

廣泛采用的大規模、集中式儲能手段。

利用自然界里數量最大的液體-水的勢能進行儲能。要配備上、下游兩個水庫。

在負荷低谷時段，抽水蓄能設備工作在電動機狀態，將下游水庫的水抽到上游水庫保存。

負荷高峰時，工作在發電機狀態，利用儲存在上游水庫中的發電。

一些高壩水電站具有儲水容量，可以將其用作抽水蓄能電站進行電力調度。

優點：

技術上成熟可靠，容量可以做的很大，受水庫庫容限制。

缺點：

建造受地理條件限制，需合適落差的高低水庫，遠離負荷中心;

抽水和發電中有相當數量的能量被損失，儲能密度較差;

建設周期長，投資大;

機械儲能-飛輪儲能

FlywheelEnergyStorage

將能量以動能形式儲存在高速旋轉的飛輪中。由高強度合金和復合材料的轉子、高速軸承、雙饋電機，電力轉換器和真空安全罩組成。

電能驅動飛輪高速旋轉，電能變飛輪動能儲存，要時，飛輪減速，電動機做發電機運行，飛輪的加速和減速實現了充電和放電。

特點：

儲能密度高、充放電速度快、效率高、壽命長、無污染、應用范圍廣、適應性強等特點。

目前用于調峰、分離發電，太陽能儲能、電動汽車、UpS、低軌道衛星、電磁炮、特種。

國內相關單位：清華大學工程物理系飛輪儲能實驗室、華科大、華北電大、中科院電工所。2009年八月五日，國內最先進和可靠的兩臺250kVA移動式飛輪發電車落戶北京電力公司，執行供電保障和應急供電任務。

機械儲能-壓縮空氣儲能

上世紀50年代提出，目的是削峰填谷。

兩個循環構成其儲能過程：一是充氣壓縮循環;二是排氣膨脹循環。

壓縮時，雙饋電機做電動機工作，利用谷荷時的多余電力驅動壓縮機，將高壓空氣壓入地下儲氣洞;峰荷時，雙饋電機做發電機工作，儲存壓縮空氣先經過回熱器預熱，再使用燃料在燃燒室內燃燒，進入膨脹系統中做工(如驅動燃汽輪機)發電。

德國、美國、日本和以色列建成過示范性電站。

化學儲能-鉛酸電池

它是以二氧化碳和海綿狀金屬鉛分別為正、負極活性物質，硫酸溶液為電解質的一種蓄電池，距今140年歷史。

優點：

自放電小，25℃下自放電率小于2%/月;結構緊湊，密封好，抗振動，大電流性能好;工作溫度范圍寬，-40℃～50℃;

價格低廉;制造維護成本低;無記憶效應(淺循環工作時容量損失)。

目前，世界各地已建立了許多基于鉛酸電池的儲能系統。例如：德國柏林BEWAG的8.8MW/8.5MWh的蓄電池儲能系統，用于調峰和調頻。

我國加入WTO后，由于看好我國蓄電池市場巨大潛力以及發達國家對蓄電池行業的限制政策，越來越多國外大型電池制造商選擇在我國建廠和生產，目前我國鉛酸電池產量占世界的1/3，生產研發技術與國際先進說平差距不明顯。保定風帆、哈爾濱光宇，江蘇雙登、湖北駱駝等，都是重要電池制造公司。

化學儲能-鈉流電池、液流電池、鈉/氯化鎳電池

鈉流電池是一種新型蓄電池。采用熔融液態電極和固體電解質，其中，負極的活性物質是熔融金屬鈉，正極活性物質是硫和多硫化鈉熔鹽。

液流電池或稱氧化還原液流電池，是正負極活性物質均為液態流體氧化還原電對的一種電池。最早由美國特種航天局(NASA)資助設計，1974年申請了專利。目前主流是全釩電池群雄并起，鐵鉻電池陷于停頓、多硫化鈉/溴電池剛剛興起。

鈉/氯化鎳電池是一種在鈉流電池的基礎上發展起來的新型儲能電池，具有較高的能量密度和功率密度，具備可過充電、無自放電，運行維護簡單等優勢。

化學儲能-鋰離子電池

優勢是儲能密度高、儲能效率高、循環壽命長等。鑒于上述優點，近年來得到了快速發展，隨著制造技術和制造成本的不斷降低，將鋰離子電池用于儲能非常具有應用前景。

目前，單體電池標準循環壽命已經超過1000次，僅從電池單體的角度來看，鋰離子電池的比能量和循環壽命已基本滿足儲能應用需求，但在鋰離子電池組應用時，循環壽命只有400～600次，甚至更低，嚴重制約了鋰離子電池儲能應用。

鋰離子電池在電力系統的應用方面，美國走在前面。2009年的儲能項目研究規劃中，擬開展鋰離子電池用于分布式儲能的研究和開發。

電磁儲能-超導儲能

超導磁儲能(SMES)單元是由一個置于低溫環境的超導線圈組成，低溫是由包含液氮或者液氦容器的深冷設備供應。功率變換/調節系統將SMES單元與交流電力系統想念，并且可以根據電力系統的要對儲能線圈進行充放電。通常使用兩種功率變換系統將儲能線圈和與交流電力系統相連：一種是電流源型變流器;另一種是電壓源型變流器。

電磁儲能-超級電容器儲能

超級電容器(SC)是近幾十年來，國里外發展起來的一種介于常規電容器與化學電池二者之間的新型儲能元件。它具備傳統電容那樣的放電功率，也具備化學電池儲能電荷的能力。與傳統電容相比，具備達到法拉級別的超大電容量、較高的能量、較寬的工作溫度范圍和極長的使用壽命，充放電循環次數達到十萬次以上，且不用維護;與化學電池相比，具備較高的比功率，且對環境無污染。

綜上，SC是一種高效、實用、環保的能量存儲裝置，它優越的性能得到各方的總是，目前發展十分迅速。

各種儲能技術特點總結

各種儲能技術在其能量密度和功率密度方面均有不同的表現，而同時電力系統也對儲能系統不同應用提出了不同的技術要求，很少有一種出儲能技術可以完全勝任電力系統中的各種應用，因此，必須兼顧雙方需求，選擇匹配的儲能方式與電力應用。

根據各種儲能技術的特點，抽水儲能、壓縮空氣儲能和電化學電池儲能適合于系統調峰、大型應急電源、可再生能源接入等大規模、大容量的應用場合，而超導、飛輪及超級電容器儲能適合于要供應短時較大的脈沖功率場合，如應對電壓暫降和瞬時停電、提高用戶的用電質量，抑制電力系統低頻振蕩、提高系統穩定性等。

抽水蓄能電站在電網總可承擔調峰填谷、調頻、調相、緊急事故備用和黑啟動等多種任務，抽水蓄能電站的建設對優化電源結構、提高電網的安全、穩定、經濟運行水平、促進電網節能降耗、改善電能質量和供電可靠性等具有不可替代的用途。特別是隨著大核電、大水電和大風電的建設，抽水蓄能電站的用途日趨明顯。而當前我國的抽水蓄能電站裝機容量比重相對較低，遠不能滿足電網長期安全穩定運行的要。

鉛酸電池盡管目前仍是世界上產量和用量最大的一種蓄電池，但從長遠發展看，他尚不能滿足今后電力系統大規模高效儲能的要求，而鈉硫電池具有的一系列特點是他們成為未來大規模電化學儲能的兩種方式，特別是液流電池，它有望在未來的10~20年內逐步取代鉛酸電池。而鋰離子電池在電動汽車的推動下也有望成為后起之秀。