林書文

摘要：近年來我國大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的規(guī)模開始增加，但是，在大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)風(fēng)電機組應(yīng)用效率問題、短時電力調(diào)節(jié)問題等，不能確保大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的效果，對其長遠發(fā)展造成不利影響。而儲能技術(shù)屬于先進的技術(shù)，可以通過電池、抽水蓄壓、超級電容、機械設(shè)備、導(dǎo)電等儲能方式，有效解決大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)中存在的問題，為其后續(xù)的建設(shè)和發(fā)展夯實基礎(chǔ)。

Abstract： In recent years， the scale of large-scale wind power grid connection in China has begun to increase. However， in the process of large-scale wind power grid connection， there are often wind turbine application efficiency problems and short-term power regulation problems， which cannot ensure the effect of large-scale wind power grid connection and has adversely affected its long-term development. Energy storage technology is an advanced technology that can effectively solve the problems existing in large-scale wind power grid integration through batteries， pumped storage， super capacitors， mechanical equipment， electrical conductivity and other energy storage methods， and lay a solid foundation for subsequent construction and development.

關(guān)鍵詞：儲能技術(shù);大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)問題;應(yīng)用前景

Key words： energy storage technology;large-scale wind power grid connection problem;application prospects

中圖分類號：TM614 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標(biāo)識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）25-0220-02

0 ?引言

大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的過程中，為了解決目前所存在的問題，應(yīng)該積極采用先進的儲能技術(shù)，強化各方面的儲能技術(shù)應(yīng)用效果，有效解決目前存在的大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)工作問題，達到預(yù)期的技術(shù)應(yīng)用目的。

1 ?儲能技術(shù)分析

對于儲能技術(shù)而言，目前在電力系統(tǒng)中已經(jīng)得到了較為廣泛的應(yīng)用，可以應(yīng)用在發(fā)電領(lǐng)域、輸電領(lǐng)域、配電領(lǐng)域、終端用戶領(lǐng)域中。儲能技術(shù)中主要有抽水蓄能系統(tǒng)、壓縮空氣系統(tǒng)、飛輪系統(tǒng)、化學(xué)電池系統(tǒng)、超級電容器系統(tǒng)等等，其中的抽水蓄能技術(shù)較為成熟，可以有效開展儲能工作。為了合理應(yīng)用儲能技術(shù)，應(yīng)該對技術(shù)分類形成全面、準(zhǔn)確的了解，按照實際情況合理應(yīng)用儲能技術(shù)，具體的分類為：

1.1 電池儲能類型的技術(shù)

通常情況下，在大功率的場所中主要使用鉛酸蓄電池設(shè)備，形成應(yīng)急電源、電廠富裕能量的存儲作用。在功率較小的場所中，也能夠利用反復(fù)性充電的干電池開展工作，例如：使用鋰離子類型的電池進行處理，可以起到儲能技術(shù)的應(yīng)用效果。

1.2 抽水蓄能類型的儲能技術(shù)

此類技術(shù)能夠和核電站之間相互配套，主要因為核電站的發(fā)電功率處于固定狀態(tài)，不能針對發(fā)電功率進行調(diào)節(jié)，在建設(shè)的過程中，可以通過在電網(wǎng)中設(shè)置配套的抽水蓄能電站系統(tǒng)，夜晚用電低谷的階段，可以使用電能對抽水機進行開洞處理，使得位置較低水庫之內(nèi)的水能夠抽離到位置較高的水庫，形成電能消耗的形式。在白天用電高峰階段，可以借助位置較高水庫中的水，對水輪發(fā)電機進行推動處理，使其可以發(fā)電，起到輸出電能的作用。

1.3 超級電容類型的儲能技術(shù)

此類技術(shù)在實際應(yīng)用的過程中，可以將電容器當(dāng)做是儲能的部件，其中所儲存的電能和電容、端電壓之間的平方呈現(xiàn)出正比，也就是E=C*U*U/2。此類技術(shù)在應(yīng)用的過程中，所存儲的電容很容易保持在一定狀態(tài)之內(nèi)，無需設(shè)置超導(dǎo)體，同時還能使得電容量從原本的微法級向著法拉級的方向發(fā)展，形成良好的儲能工作模式。除此之外，在使用此類技術(shù)的過程中，可以將超級電容器設(shè)備當(dāng)作是大功率物理二次電源，可以在一定環(huán)境中代替蓄電池，提升整體的儲能工作效果。

1.4 機械飛輪類型的儲能技術(shù)

此類技術(shù)在應(yīng)用的過程中，可以提升能量、功率的調(diào)整效果，延長設(shè)備的應(yīng)用壽命，具有一定的優(yōu)勢，屬于當(dāng)前較為良好的儲能基礎(chǔ)設(shè)施。機械飛輪類型儲能技術(shù)在應(yīng)用期間，其中有飛輪設(shè)備、電動機發(fā)電機設(shè)備、電力電子變換器設(shè)備，其中的電力電子轉(zhuǎn)換器設(shè)備，可以從外部區(qū)域輸入電能，使得電動機受到驅(qū)動而旋轉(zhuǎn)，電動機設(shè)備還可以帶動相關(guān)的飛輪部分旋轉(zhuǎn)，存儲機械能，不僅可以提升系統(tǒng)的運行效果，還能調(diào)整系統(tǒng)運行頻率、電壓等級，滿足不同系統(tǒng)的運作需求。

2 ?大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)問題分析

2.1 短時電力問題分析

當(dāng)前我國在大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)期間，還存在短時電力的調(diào)節(jié)問題，不能確保風(fēng)電的穩(wěn)定性，存在間歇性問題與波動性問題，這樣不僅會導(dǎo)致備用電容的數(shù)量增加，還會徒增企業(yè)的成本，對經(jīng)濟效益的發(fā)展造成不利影響。如果不能科學(xué)合理應(yīng)對當(dāng)前的短時電力調(diào)節(jié)問題，將會導(dǎo)致風(fēng)電并網(wǎng)的工作效果降低，不能確保風(fēng)電并網(wǎng)的穩(wěn)定性，難以通過短時電力的有效調(diào)節(jié)提升風(fēng)電并網(wǎng)的工作水平。

2.2 風(fēng)電機組的運行問題

大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的過程中，風(fēng)電機組在實際應(yīng)用期間還存在穩(wěn)定性、運行效率等問題，主要因為在大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)期間很容易有電能通道擁擠的現(xiàn)象，風(fēng)場中存在多余功率，電能浪費問題嚴(yán)重，風(fēng)電機組也無法有效控制和協(xié)調(diào)管理。與此同時，在使用風(fēng)電機組期間，經(jīng)常會出現(xiàn)電容過度的現(xiàn)象，充電的危害性嚴(yán)重，機組之間也容易有低壓穿越的問題，如果不能采用有效措施解決此類問題，將會誘發(fā)較為嚴(yán)重的后果，不能保證風(fēng)電機組的高效化、有效性運行，難以滿足當(dāng)前的風(fēng)電并網(wǎng)發(fā)展需求，對各方面的風(fēng)電機組的運行效果、運行穩(wěn)定性與運行可靠性會產(chǎn)生直接影響[1]。

2.3 電能質(zhì)量問題

大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)中經(jīng)常會出現(xiàn)電能質(zhì)量問題，主要因為在大規(guī)模采用風(fēng)電并網(wǎng)形式的過程中，輸出的功率會大幅度提升，經(jīng)常會在輸出功率過高的情況下出現(xiàn)電壓波動現(xiàn)象與其他的問題，不能確保電壓的穩(wěn)定性，電能質(zhì)量很低。由于在實際工作中不能確保電能質(zhì)量問題，很容易在大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)期間出現(xiàn)安全隱患、系統(tǒng)運行穩(wěn)定性問題，難以確保各方面的服務(wù)工作質(zhì)量，甚至?xí)︼L(fēng)電并網(wǎng)的長遠發(fā)展造成諸多不利影響。

2.4 電源的電網(wǎng)擾動問題

電源屬于電網(wǎng)中較為重要的基礎(chǔ)設(shè)施，對電網(wǎng)的穩(wěn)定、安全運行會造成直接影響，只有確保電源運行的穩(wěn)定性，才能保證電網(wǎng)的高效化使用。但是目前在大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的過程中經(jīng)常會出現(xiàn)電源的電網(wǎng)擾動問題，不能確保電源系統(tǒng)的友好性、高效化與安全性，難以在電網(wǎng)運行期間確保電源應(yīng)用的效果，甚至還會出現(xiàn)擾動性的問題。

3 ?儲能技術(shù)在解決大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)問題中的應(yīng)用前景

目前在大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的過程中，經(jīng)常會出現(xiàn)短時電力穩(wěn)定性問題、風(fēng)電機組的應(yīng)用效率問題等等，不能保證大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的良好發(fā)展。因此在未來的大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)的過程中，應(yīng)該積極采用儲能技術(shù)，有效解決相關(guān)問題。具體的應(yīng)用前景為：

3.1 解決短時電力的問題

大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)期間，風(fēng)電缺乏穩(wěn)定性，存在間歇性現(xiàn)象與波動性現(xiàn)象，很容易使得系統(tǒng)的備用電容大幅度增加，成本有所提升，不能確保經(jīng)濟效益。而在使用儲能技術(shù)的過程中，能夠有效解決此類問題，調(diào)整短時電力，通過儲能基礎(chǔ)設(shè)施中的輸出功率，有效調(diào)節(jié)發(fā)電系統(tǒng)的功率，例如：在風(fēng)電并網(wǎng)期間，如若系統(tǒng)運行功率比輸出功率高，就可以使用儲能基礎(chǔ)設(shè)施針對功率進行吸收處理，在系統(tǒng)運行功率比輸出功率低的情況下，儲能技術(shù)設(shè)施就可以輸出功率，這樣在一定程度上可以起到良好的調(diào)節(jié)作用，解決目前風(fēng)電并網(wǎng)過程中所存在的問題，降低成本的同時提升經(jīng)濟效益，保證各方面的工作效果[2]。

3.2 解決風(fēng)電機組的應(yīng)用問題

儲能技術(shù)中存在的最高功率點跟蹤技術(shù)，能夠有效增強風(fēng)電機組的應(yīng)用效果，最高程度上采集風(fēng)能。例如：使用飛輪、電池和超導(dǎo)蓄能的相關(guān)系統(tǒng)，可以提升風(fēng)電并網(wǎng)的穿透功率效果，提升機組的運行效率，在電能通道處于擁擠狀態(tài)的狀況下，就可以將風(fēng)場中的多余功率存儲下來，之后補給到風(fēng)力較弱的系統(tǒng)，形成能量替換作用，預(yù)防出現(xiàn)電能浪費的問題，解決風(fēng)電并網(wǎng)過程中的風(fēng)電機組應(yīng)用問題。除此之外，在使用儲能技術(shù)期間，還可以確保機組運行的低壓穿透性，在風(fēng)電機組的直流母線中設(shè)置相關(guān)的超級電容儲能基礎(chǔ)設(shè)施，也就是雙電荷層電容器設(shè)備，在直流鏈中電壓很高的情況下，就可以在直流母線中吸收功率，在電壓過低的時候，就可以釋放功率，這樣可以確保風(fēng)電機組運行過程中的穩(wěn)定性，預(yù)防出現(xiàn)故障問題與功率不平衡的問題，規(guī)避電容過度出現(xiàn)充電危害性的問題，消除機組的低壓穿越的功率問題，有效進行調(diào)節(jié)處理，提升供電的穩(wěn)定性，保證電容基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用壽命，保證企業(yè)的經(jīng)濟效益[3]。

3.3 解決電能質(zhì)量的問題

風(fēng)電并網(wǎng)發(fā)展的過程中，風(fēng)電屬于清潔性、可再生的能源，將其應(yīng)用在電網(wǎng)發(fā)電的領(lǐng)域中，在大范圍、大規(guī)模使用之后，會導(dǎo)致輸出功率增加，很容易誘發(fā)電壓波動問題與其他問題。在此情況下，就應(yīng)該結(jié)合實際情況，積極采用先進的儲能技術(shù)，有效解決電能質(zhì)量問題。例如：可以使用超導(dǎo)蓄能基礎(chǔ)設(shè)施與技術(shù)，提升風(fēng)機設(shè)備輸出穩(wěn)定性，保證發(fā)電的效果，在超導(dǎo)蓄能裝置的支持下，解決目前存在的問題，減少響應(yīng)的時間，形成系統(tǒng)功率的快速補償作用，平衡功率輸出狀態(tài)，減少工作成本，增強經(jīng)濟效益，有效解決目前風(fēng)電并網(wǎng)的問題。

3.4 解決電源的電網(wǎng)擾動問題

風(fēng)電并網(wǎng)的過程中，應(yīng)該積極采用儲能技術(shù)有效解決電源的電網(wǎng)擾動問題，改善動態(tài)響應(yīng)的特征，提升抗干擾能力、穩(wěn)定性能，確保風(fēng)電并網(wǎng)工作的高效化實施。由于在風(fēng)電并網(wǎng)期間很容易出現(xiàn)適應(yīng)性、友好性問題，傳統(tǒng)的電力生產(chǎn)與傳輸方式已經(jīng)無法滿足當(dāng)前的系統(tǒng)運行需求，因此，要積極使用先進的儲能技術(shù)，將大規(guī)模風(fēng)電集中接入到相關(guān)電力系統(tǒng)之內(nèi)，明確其中有無電源不適應(yīng)的現(xiàn)象，在儲能系統(tǒng)的支持下，設(shè)置具有時間尺度靈活響應(yīng)特點的電源結(jié)構(gòu)，提升電力系統(tǒng)的柔性，有效解決當(dāng)前所面臨的問題。例如：儲能技術(shù)在應(yīng)用的過程中，將充電和放電周期控制在30毫秒級到2分鐘級，適當(dāng)采用超級電容器設(shè)備、飛輪儲能技術(shù)、超導(dǎo)儲能技術(shù)等，可以增強大擾動的“穿越”性能，應(yīng)對當(dāng)前存在的問題。與此同時，在使用儲能技術(shù)的過程中，還可以通過在風(fēng)電場、風(fēng)電場群中進行小范圍的規(guī)劃處理，借助儲能基礎(chǔ)設(shè)備與先進儲能技術(shù)提升電力的穩(wěn)定性，保證頻率的穩(wěn)定性，改善當(dāng)前的風(fēng)電抗擾性與穩(wěn)定性，增強應(yīng)用效果[4]。由此可見，在解決風(fēng)電并網(wǎng)問題的過程中，儲能技術(shù)的應(yīng)用前景良好，相關(guān)部門應(yīng)該注重先進儲能技術(shù)和基礎(chǔ)設(shè)施的應(yīng)用，歸納總結(jié)豐富的經(jīng)驗，制定完善的規(guī)劃方案，打破傳統(tǒng)工作的局限性，確?？梢岳脙δ芗夹g(shù)有效解決風(fēng)電并網(wǎng)的問題，形成良好的技術(shù)作用。

參考文獻：

[1]段利軍.儲能技術(shù)在解決大規(guī)模風(fēng)電并網(wǎng)問題中的應(yīng)用前景分析[J].百科論壇電子雜志，2018，24（11）：311-344.

[2]白俊文.儲能技術(shù)輔助風(fēng)電并網(wǎng)控制的應(yīng)用綜述[J].建筑工程技術(shù)與設(shè)計，2018，13（22）：64-89.

[3]王京，馬洪波，郭太平.儲能技術(shù)在山西電力系統(tǒng)調(diào)頻領(lǐng)域的應(yīng)用[J].無線互聯(lián)科技，2017，45（18）：129-130.

[4]梅生偉，公茂瓊，秦國良，等.基于鹽穴儲氣的先進絕熱壓縮空氣儲能技術(shù)及應(yīng)用前景[J].電網(wǎng)技術(shù)，2017，41（10）：3392-3399.