趙鵬

【摘要】：在經(jīng)濟與社會發(fā)展進程中，能源消耗量越來越多，為維護生態(tài)平衡，保護不可再生能源，各國展開了對風能、地熱能、太陽能等可再生能源的開發(fā)運用。目前，這些新能源在我國電力事業(yè)中已經(jīng)得到了一定的運用，占據(jù)比重也在逐年提升。但是由于這些新能源具有隨機性等特征，在運用上受到一定的限制，因而還需要采用儲能技術，實現(xiàn)新能源的可調(diào)控，以保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行。本文就新能源電力系統(tǒng)中的儲能技術進行了研究探討。

【關鍵詞】：新能源；電力系統(tǒng)；儲能技術

引言

能源緊缺問題是我國經(jīng)濟發(fā)展中面臨的主要問題之一，而新能源的開發(fā)和運用，在現(xiàn)階段已經(jīng)成為了國際認可的能源緊缺問題解決途徑。電力領域是目前新能源運用的主要領域，為保證能源運行的穩(wěn)定性，電力企業(yè)也積極開發(fā)運用各種儲能技術，以提升新能源利用率，改善電能質量，實現(xiàn)系能源電力企業(yè)的健康發(fā)展。

1、新能源電力系統(tǒng)中儲能技術的應用意義

新能源電力系統(tǒng)中的儲能技術，能夠對電力系統(tǒng)中的功率進行適當調(diào)整，低儲高發(fā)，對控制傳輸功率波動性、提高電能質量、減少線路損耗有重要作用，造電力企業(yè)電能質量、經(jīng)濟效益的提高有重大意義。就風能發(fā)電來說，大規(guī)模風電場群的建設，增加了電力企業(yè)獲取新能源的途徑，并對電力系統(tǒng)能源結構進行了拓展，但同時也大大提升了電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的復雜性。風能具有隨機性，在運用過程中難以保證為電力系統(tǒng)提供及時、充足的能源，而儲能技術的運用，具有一定的儲存功能和靈活調(diào)節(jié)性能，具備快速響應以及動態(tài)調(diào)節(jié)能力，能夠為系統(tǒng)提供穩(wěn)定的新能源供應，強化風電機組低電壓穿越能力。同時，儲能技術具有經(jīng)濟性的特點。壓縮空氣等儲能技術的運用，能夠實現(xiàn)風電在時間軸上的平移。從而對電力系統(tǒng)進行優(yōu)化，提升企業(yè)經(jīng)濟效益。

2、新能源電力系統(tǒng)中儲能技術應用面臨的難題

新能源本身具有一定的波動性和隨機性，在應用過程中，極易造成電力系統(tǒng)運行不穩(wěn)定的情況。尤其是一些電網(wǎng)相對薄弱的地區(qū)，新能源的這些特征會大大影響電壓和頻率的穩(wěn)定性。同時，新能源電力系統(tǒng)中的一些電子器件也會產(chǎn)生諧波等問題，降低電能質量。由此可見，風能和太陽能源在運用的過程中，其不確定性是儲能技術應用需要面對并解決的主要問題，相關人員必須不斷加強對儲能技術的開發(fā)運用，對其能量儲存及轉換功能進行優(yōu)化，改善電源出力特征，以提升電能質量，實現(xiàn)新能源的有效運用。

3、新能源電力系統(tǒng)中的儲能技術的合理運用

3.1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（superconductingmagneticenergystorage，SMES）。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{(diào)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(diào)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。

3.2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。但是就目前情況來講，針對這一方面的研究和運用還相對較少，因而還需要相關人員加強對這一方面研究的重視，促進整體儲能技術的快速發(fā)展。

結語

在當前能源匱乏的情況下以及綠色環(huán)保、節(jié)約能源行動的倡導下，新能源的運用將會成為我國各領域發(fā)展的必然趨勢，也是我國電力事業(yè)發(fā)展的必然選擇。現(xiàn)階段新能源的運用中還存在著新能源本身不確定性、電力系統(tǒng)中電子器件產(chǎn)生諧波等多方面問題，導致新能源電力系統(tǒng)的運行十分不穩(wěn)定。而儲能技術運用能夠有效解決這些問題，因而，還需要相關人員加強對這一技術的研究運用，充分保證新能源電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，以促進我國電力事業(yè)健康發(fā)展。

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