趙玉娟

摘 要：對于新能源電力系統(tǒng)而言，儲能技術能夠將隨機性的自然能源轉變?yōu)榭煽氐碾娏Y源，從而成為未來能源發(fā)展的關鍵技術環(huán)節(jié)。隨著科學技術的發(fā)展，儲能技術將突破技術瓶頸，為新能源電力系統(tǒng)提供穩(wěn)定的儲能需求，從而推動全球能源結構轉型，實現(xiàn)能源供應的綠色化。本文對新能源電力系統(tǒng)中的儲能技術進行了探討。

關鍵詞：新能源 電力系統(tǒng) 儲能技術 應用

儲能技術在新能源的利用方面已經逐漸成為主要的發(fā)展研究技術，而這項技術也會繼續(xù)改變以往傳統(tǒng)的發(fā)電生產模式。儲能技術也在提高設備的生產效率，處理電力系統(tǒng)中一些故障等方面發(fā)揮著非常重要的作用。針對現(xiàn)代電力系統(tǒng)的相關現(xiàn)狀，對儲能技術進行更深入的研究和開發(fā)，加強儲能技術在現(xiàn)代電力系統(tǒng)的應用都有著非常積極的進步意義。

一、新能源電力系統(tǒng)中儲能技術的分析

（一）電磁場儲能技術

電磁場儲能技術又可細分為：超導磁儲能系統(tǒng)、超級電容器儲能系統(tǒng)和熔融鹽續(xù)熱儲能系統(tǒng)。這三者系統(tǒng)不同于常見的儲能系統(tǒng)，目前對其的實用技術仍然不成熟，存在很多技術性的問題需要解決，且由于成本、自然因素等各方面的限制，對其的應用研究也受到制約，不如機械儲能技術應用的廣泛。要使電磁場儲能技術能夠大量的投入電力系統(tǒng)的運行需要大量人力財力的堆積，目前來說比較困難

（二）飛輪儲能技術

飛輪儲能技術主要實現(xiàn)方式為在真空環(huán)境中利用電動機帶動高速旋轉的飛輪，使得電能轉化成機械能的一種技術。在真空環(huán)境中設備摩擦損耗低，風阻小壽命長，但是在現(xiàn)實生活中環(huán)境的搭建以及系統(tǒng)安全保障方面價格不菲，無法大面積普及于小型場合。但在目前較為發(fā)達的美、日、澳等國普及程度較廣，它可以針對電網(wǎng)中的故障問題靈活有效的進行處理，保障電力系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠的運行。

（三）抽水儲能技術

抽水儲能技術則是利用水資源的重力勢能進行存儲轉化，在電網(wǎng)低負荷時將水資源從低水池抽入于高水池，將電能轉化成重力勢能，而在電網(wǎng)高負荷時釋放高水池的蓄水利用重力勢能進行發(fā)電。整個儲能過程可以簡化成能量的轉化：電能轉化為勢能，而勢能又轉化成電能，通過往復循環(huán)實現(xiàn)電力系統(tǒng)中的能量儲存。一般情況下抽水儲能的釋放時間為幾個小時到幾天不等，綜合利用率高，在電力系統(tǒng)調峰填谷的情況下應用程度高。這種儲能技術有效利用自然能源，緩解高峰用電壓力。但是該技術對于電力系統(tǒng)基礎設施的建設要求較高，需要合理設計解決儲水問題，并且還要保障與實際需求量吻合的抽水量。

（四）壓縮空氣儲能技術

壓縮空氣儲能技術利用報廢礦井、沉降的海底儲氣罐、山洞或者新建儲氣井等環(huán)境在電網(wǎng)低負荷情況下將電能轉化為壓縮的空氣勢能，而在電網(wǎng)高負荷情況下利用壓縮的空氣勢能發(fā)電轉化為電能的一種儲能技術，同樣主要應用于電力系統(tǒng)的調峰填谷情況下。因為壓縮的空氣具有較強的勢能，因此該技術對于空氣壓縮設備的要求十分嚴苛，所以在使用前期對于儲能設備需要進行全方位的安全檢查，避免安全隱患，杜絕事故發(fā)生。

（五）超級電容器儲能技術

超級電容器儲能技術是依據(jù)電化學雙層理論研發(fā)總結的技術，主要依據(jù)于吸附電解質溶液中異性離子，在電極表面生成雙層電荷而實現(xiàn)充電目的。該技術中的核心元件為電極，整個裝置實現(xiàn)儲能技術絕大部分依賴于電極分離吸附離子的能力，面積越大的存儲電荷分離出密度更高的電荷也就形成了更大容量的電容。該技術具備壽命長、功率大、節(jié)能環(huán)保的特性，因此通常應用于時間短、功率大，負載平滑和電能質量峰值功率的場合。

二、新能源電力系統(tǒng)中儲能技術的應用

（一）風能電力系統(tǒng)中儲能技術的合理運用

系統(tǒng)瞬時功率平衡水平對于新能源電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行具有重要作用，儲能技術的運用，能夠充分滿足有功功率及無功功率需求，從而實現(xiàn)對系統(tǒng)這一水平的優(yōu)化，以保證其穩(wěn)定運行。例如風能電力系統(tǒng)中的電壓穩(wěn)定性問題，可以采用超導儲能技術。這一技術的運用能夠針對系統(tǒng)中的風速擾動及聯(lián)絡線短路問題進行解決。據(jù)仿真表明，運用超導儲能技術后，出現(xiàn)網(wǎng)絡故障后，依然能夠實現(xiàn)風電場的穩(wěn)定，在風速擾動的情況下，也可以實現(xiàn)風電場平滑輸出。該技術主要運用在并網(wǎng)型風力發(fā)電系統(tǒng)中，通過對SMES模型等的構建，以及對最優(yōu)反饋矩陣的計算，能夠發(fā)現(xiàn)，在儲能技術運用下，輸出電壓的穩(wěn)定性得到了巨大的改善。再例如風能電力系統(tǒng)中的頻率穩(wěn)定性問題，也可以通過儲能技術進行解決。這一問題的解決，主要集中在平滑風電輸出功率方面。據(jù)仿真證明，飛輪儲能系統(tǒng)在這一部分運用中能夠發(fā)揮巨大的作用，可以通過其充放電操作，實現(xiàn)這一問題的有效解決。同時，SMES裝置的運用，也能夠按照系統(tǒng)負荷變動對處理進行適當?shù)恼{整，以維護風能電力系統(tǒng)中頻率的穩(wěn)定性，改善系統(tǒng)旋轉備用不足情況。風電出力缺乏可控性是影響風能電力系統(tǒng)穩(wěn)定的根本原因，儲能技術的運用，具有平滑風電出力的功能，能夠提升風能的可調度性。在平抑風電出力波動中，可以運用串并聯(lián)型超級電容器儲能系統(tǒng)的電路拓撲，具仿真表明，串并聯(lián)補償能夠有效平滑風電出力，抑制電壓暫降，對風能的不確定性進行改善，從而增強風電場的穩(wěn)定性。同時，也可以在基于全功率變頻器的永磁同步風電機組的直流母線上并聯(lián)飛輪儲能裝置。通過這一技術的運用，實現(xiàn)模糊控制，能夠達到穩(wěn)定風電機組輸出功率的目的。

（二）光伏并網(wǎng)中儲能技術的合理運用

在光伏并網(wǎng)中，主要存在的問題也是系統(tǒng)瞬時功率的平衡水平問題，通過儲能技術的運用，能夠對這一問題進行有效解決。在儲能技術的實際運用中，可以通過無源式并聯(lián)儲能方案的應用，在光伏系統(tǒng)負載功率等脈動形勢下，平滑蓄電池充放電電流。這一方法主要適用于獨立光伏系統(tǒng)。同時，在這一系統(tǒng)中，也可以運用混合儲能系統(tǒng)，對系統(tǒng)瞬時功率進行平衡。在具體操作中，需要將功率密度較高的超級電容、能量密度較大的磷酸鐵鋰電池進行組合，并對控制結構及方式進行合理設置，以便其效用得以充分發(fā)揮。據(jù)仿真證明，這種混合儲能系統(tǒng)的運用，在維護系統(tǒng)運行穩(wěn)定性中，能夠起到十分明顯的作用。超級電容器蓄電池混合儲能在新能源電力系統(tǒng)中具有巨大的開發(fā)潛力，是未來儲能技術研究的重要趨勢。

總而言之，儲能技術在電力系統(tǒng)中的應用不僅僅實現(xiàn)了電能的儲存，同時解決的傳統(tǒng)電能即發(fā)即用的特點，還有效解決了傳統(tǒng)輸電系統(tǒng)中高峰輸電的問題。國家電力單位，在實際工程中應用新能源時，仍需要不斷深入研究蓄能技術，保證新能源電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，從而推動電力企業(yè)健康可持續(xù)發(fā)展。

參考文獻

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