新能源电力系统中的储能技术探讨_1

1、    新能源电力系统中的储能技术探讨    赵玉娟摘 要：对于新能源电力系统而言，储能技术能够将随机性的自然能源转变为可控的电力资源，从而成为未来能源发展的关键技术环节。随着科学技术的发展，储能技术将突破技术瓶颈，为新能源电力系统提供稳定的储能需求，从而推动全球能源结构转型，实现能源供应的绿色化。本文对新能源电力系统中的储能技术进行了探讨。关键词：新能源 电力系统 储能技术 应用储能技术在新能源的利用方面已经逐渐成为主要的发展研究技术，而这项技术也会继续改变以往传统的发电生产模式。储能技术也在提高设备的生产效率，处理电力系统中一些故障等方面发挥着非常重

2、要的作用。针对现代电力系统的相关现状，对储能技术进行更深入的研究和开发，加强储能技术在现代电力系统的应用都有着非常积极的进步意义。一、新能源电力系统中储能技术的分析（一）电磁场储能技术电磁场储能技术又可细分为：超导磁储能系统、超级电容器储能系统和熔融盐续热储能系统。这三者系统不同于常见的储能系统，目前对其的实用技术仍然不成熟，存在很多技术性的问题需要解决，且由于成本、自然因素等各方面的限制，对其的应用研究也受到制约，不如机械储能技术应用的广泛。要使电磁场储能技術能够大量的投入电力系统的运行需要大量人力财力的堆积，目前来说比较困难（二）飞轮储能技术飞轮储能技术主要实现方式为在真空环境中利用电动机

3、带动高速旋转的飞轮，使得电能转化成机械能的一种技术。在真空环境中设备摩擦损耗低，风阻小寿命长，但是在现实生活中环境的搭建以及系统安全保障方面价格不菲，无法大面积普及于小型场合。但在目前较为发达的美、日、澳等国普及程度较广，它可以针对电网中的故障问题灵活有效的进行处理，保障电力系统安全、稳定、可靠的运行。（三）抽水储能技术抽水储能技术则是利用水资源的重力势能进行存储转化，在电网低负荷时将水资源从低水池抽入于高水池，将电能转化成重力势能，而在电网高负荷时释放高水池的蓄水利用重力势能进行发电。整个储能过程可以简化成能量的转化：电能转化为势能，而势能又转化成电能，通过往复循环实现电力系统中的能量储存。

4、一般情况下抽水储能的释放时间为几个小时到几天不等，综合利用率高，在电力系统调峰填谷的情况下应用程度高。这种储能技术有效利用自然能源，缓解高峰用电压力。但是该技术对于电力系统基础设施的建设要求较高，需要合理设计解决储水问题，并且还要保障与实际需求量吻合的抽水量。（四）压缩空气储能技术压缩空气储能技术利用报废矿井、沉降的海底储气罐、山洞或者新建储气井等环境在电网低负荷情况下将电能转化为压缩的空气势能，而在电网高负荷情况下利用压缩的空气势能发电转化为电能的一种储能技术，同样主要应用于电力系统的调峰填谷情况下。因为压缩的空气具有较强的势能，因此该技术对于空气压缩设备的要求十分严苛，所以在使用前期对于储

5、能设备需要进行全方位的安全检查，避免安全隐患，杜绝事故发生。（五）超级电容器储能技术超级电容器储能技术是依据电化学双层理论研发总结的技术，主要依据于吸附电解质溶液中异性离子，在电极表面生成双层电荷而实现充电目的。该技术中的核心元件为电极，整个装置实现储能技术绝大部分依赖于电极分离吸附离子的能力，面积越大的存储电荷分离出密度更高的电荷也就形成了更大容量的电容。该技术具备寿命长、功率大、节能环保的特性，因此通常应用于时间短、功率大，负载平滑和电能质量峰值功率的场合。二、新能源电力系统中储能技术的应用（一）风能电力系统中储能技术的合理运用系统瞬时功率平衡水平对于新能源电力系统的稳定运行具有重要作用，

6、储能技术的运用，能够充分满足有功功率及无功功率需求，从而实现对系统这一水平的优化，以保证其稳定运行。例如风能电力系统中的电压稳定性问题，可以采用超导储能技术。这一技术的运用能够针对系统中的风速扰动及联络线短路问题进行解决。据仿真表明，运用超导储能技术后，出现网络故障后，依然能够实现风电场的稳定，在风速扰动的情况下，也可以实现风电场平滑输出。该技术主要运用在并网型风力发电系统中，通过对smes模型等的构建，以及对最优反馈矩阵的计算，能够发现，在储能技术运用下，输出电压的稳定性得到了巨大的改善。再例如风能电力系统中的频率稳定性问题，也可以通过储能技术进行解决。这一问题的解决，主要集中在平滑风电输出

7、功率方面。据仿真证明，飞轮储能系统在这一部分运用中能够发挥巨大的作用，可以通过其充放电操作，实现这一问题的有效解决。同时，smes装置的运用，也能够按照系统负荷变动对处理进行适当的调整，以维护风能电力系统中频率的稳定性，改善系统旋转备用不足情况。风电出力缺乏可控性是影响风能电力系统稳定的根本原因，储能技术的运用，具有平滑风电出力的功能，能够提升风能的可调度性。在平抑风电出力波动中，可以运用串并联型超级电容器储能系统的电路拓扑，具仿真表明，串并联补偿能够有效平滑风电出力，抑制电压暂降，对风能的不确定性进行改善，从而增强风电场的稳定性。同时，也可以在基于全功率变频器的永磁同步风电机组的直流母线上并

8、联飞轮储能装置。通过这一技术的运用，实现模糊控制，能够达到稳定风电机组输出功率的目的。（二）光伏并网中储能技术的合理运用在光伏并网中，主要存在的问题也是系统瞬时功率的平衡水平问题，通过储能技术的运用，能够对这一问题进行有效解决。在储能技术的实际运用中，可以通过无源式并联储能方案的应用，在光伏系统负载功率等脉动形势下，平滑蓄电池充放电电流。这一方法主要适用于独立光伏系统。同时，在这一系统中，也可以运用混合储能系统，对系统瞬时功率进行平衡。在具体操作中，需要将功率密度较高的超级电容、能量密度较大的磷酸铁锂电池进行组合，并对控制结构及方式进行合理设置，以便其效用得以充分发挥。据仿真证明，这种混合储能系统的运用，在维护系统运行稳定性中，能够起到十分明显的作用。超级电容器蓄电池混合储能在新能源电力系统中具有巨大的开发潜力，是未来储能技术研究的重要趋势。总而言之，储能技术在电力系统中的应用不仅仅实现了电能的储存，同时解决的传统电能即发即用的特点，还有效解决了传统输电系统中高峰输电的问题。国家电力单位，在实际工程中应用新能源时，仍需要不