储能技术在风力发电系统中的应用研究

储能技术在风力发电系统中的应用研究

张 禹

辽宁大唐国际新能源有限责任公司 辽宁省 沈阳市 110000

摘要：近年来，我国的科学技术水平不断进步，其中，储能技术的应用能够存储风电系统发电电力，根据电力供应情况进行充放电，起到调峰效果，使电力系统更为稳定，并减少资源浪费。基于此，本文首先阐述了常见储能技术类别及其特点，指出风力发电系统中储能技术的具体应用情况，在此基础上展望储能技术在风力发电系统中的未来应用前景，旨在深入探讨储能技术在风电系统中的应用价值，以供参考。

关键词：储能技术；风力发电；技术应用

引言

新能源电力系统在实际发展的过程中，要想使得自身能够实现持续不断地优化，使得现阶段居民日益增长的用电需求能够得到充分满足，缓解越来越紧张的用电压力，新能源电力系统在实际运转的环节则需要能够合理应用储能技术。借助储能技术有效调节新能源电力系统中资源的有效应用，进而有效提高新能源电力系统自身的利用效率，为新能源电力系统自身在发展过程中稳定性的保证打下良好的基础。

1储能技术分析

为了保证电能质量,储能技术需要能够快速响应系统的变化,并进行有功调节和无功控制,从而缓解电压波动和闪变。一种能够储存能量的电能质量环节装置,可以大大提高电能质量,同时也会降低资本消耗。电力系统的输电能力也可以通过储能技术来实现。在电网的正确位置增加储能设备,使其在线路不堵塞时能够存储电能,在线路堵塞时为线路提供能量救济。储能技术是新能源发展的一个重要领域,无论哪种能源形式,都需要储能技术提供支持,从而得到更好地应用和发展。推动储能技术与多种相关技术在系统中的协调应用,从而优化新能源电力系统的稳定运行和整体结构,对于新能源电力系统的进步和发展具有重要意义。不同储能技术成熟度差异较大,需要构建互补、取长补短、因地制宜、效益优先的储能技术布局。电力系统中应用的主要储能技术，其中比较重要的是电化学储能、电磁储能、热能储能、学燃料储能等储能形式。储能技术的未来发展和应用在实际的发展过程中需要得到一定的创新和思考。研究分析可用于降低储能系统的成本,提高储能技术的性能和成熟度,从而为扎实有序地推进清洁能源的可持续发展提供一定的参考和帮助。

2储能技术在新能源电力系统中应用所存在的问题

新能源电力系统在实际运转的过程之中，电力部门为了保证其运转能够具有较强的稳定性以及持续性，减少波动性以及间歇性给新能源电力系统正常工作所带来的影响，有效解决一些可再生能源在转化成电能之后无法进行储存的问题，则需要能够对先进的存储技术进行合理利用。尤其是在一些位置相对偏远的山区，新能源电力系统在运转的过程中如果无法保证稳定性，而为了有效推动新能源电力系统的发展而直接将这些系统安装在区域之内也会在一定程度上影响电力系统运转过程中电压的稳定性，居民在实际用电过程中电力系统发生故障的概率也会大幅度增加。除此之外，从现阶段使用的新能源电力系统的研发情况来看，使用周期短是一个最为严重的问题，由于相关技术依然处于发展的初期阶段，因此从系统内的个电子元件情况来看，安装技术不到位是普遍存在的问题，这也在一定程度上增加了系统运转过程中故障问题的发生概率。正因为如此，在风能以及太阳能新能源电力系统内部，确保系统能够得以稳定以及有效地运行，还需要电力部门自身加大对于高科技技术的研究力度，尤其需要加大对于储能技术的研究力度以及其相关应用方法的关注程度，为新能源电力系统的持续稳定运转提供充足以及必要的支持。

3储能技术在新能源电力系统中的应用对

3.1发电系统中的应用

现阶段，蓄电池储能技术主要应用于大型风力发电等领域,采用较为专业化的运行模式,设定固定的计算目标,完成容量配置等工作,结合实际应用情况,统计分析各值,储能系统的瞬时容量相对较高,普通风力发电的储能容量是平滑风力发电瞬时储能系统的四分之一。通过计算,我们可以知道,每小时平稳风电的输电功率值会相对稳定,其容量会大于风电系统的容量。储能系统应用于大型风力发电周期的容量会比较明显,如果大于规定的标准值,实际的储能时间就会比较短,这就会使储能的利用率更高。目前,利用蓄电池储能技术,借助升压转换器,将其放入3500V以上的电路中。

3.2降低成本，提高储能技术

使用风力发电技术的目的一方面是为了实现资源的可持续化发展，有效改善环境污染等问题；另一方面，也是为了能够进一步提升发电技术的经济性。不过，由于在当前这一时期中，我国的一些风力发电技术还不够完善，并且其相关的设备有些是需要从国外进行引进的，因此导致了风力发电场的成本比较高，使得风力发电技术的应用也受到了一定程度的制约。针对这一情况，相关企业以及部门，还应要及时采取更有效的措施，使风力发电的成本能够有所下降。而这就需要进一步加强自主技术的研发工作，使设备的生产成本可以得到有效控制。除此之外，对于发电技术的发展来说，提高储能技术也是十分关键的。一般来说，白天人们的用电量往往比较大，而相关的发电设备，不仅仅需要对能量进行转换，同时，还需要进行输送等工作，这一情况容易导致相关设备超负荷运行。通过提升相关的储能技术，可以使设备在进行使用的时候能够同时进行存储，这样一方面能够减小能源浪费的情况，一方面也可以解决设备超负荷运转的情况，减小设备的负担。除此之外，我国所使用的电池类型大多为蓄电池。基于此，相关人员可以加大对各类储能系统的研究，尝试找到增加蓄电池容量的方式，从而确保风力发电技术的进一步发展。

3.3物理储能基础的应用

从现阶段的情况来看，新能源电力系统在运转的过程中所应用的储能技术有很多，其中最为常见的一项技术就是物理储能技术，物理储能技术不仅具有能源存储的作用，还能够在一定程度上辅助实现能源的转化，其大体可以分成三种形式，即压缩储能、飞轮储能以及抽水储能三个方面。在充分考虑电力系统运转效果的基础之上，根据实际情况合理选择物理储能技术，不仅使得系统的耗能压力能够得到有效减少，除此之外，在进行能源使用过程中，能源的利用效率也能得到有效提高。例如：在实际应用抽水储能技术的过程中，与其他储能技术相比，这项技术则有着更大的容量，高储能以及低成本是其最为主要的优势，因此在电力系统储能中得到了十分广泛的应用。但是在实际应用抽水储能技术的过程中，自然条件以及地理位置是十分重要的限制因素，这会在一定程度上导致其正常使用性能的发挥受到影响。而与抽水储能技术存在着十分显著的不同，飞轮储能技术受到外界因素的影响则相对较小，其最为重要的优势就是工作效率高，只需要很短的时间就能够实现能源的转换，但是高昂的成本也是这项技术最为重要的一个缺陷，在成本控制方面难度相对较高。物理储能技术中，压缩储能是另外一项常见的技术，在水能与电能的转化过程中，借助压缩储能的方式能够促进电能转化率的有效提升，进而使得电力系统在实际工作的过程中能够获得充足的能源。

3.4蓄电池储能技术

蓄电池储能技术为传统化储能手段，经长期开发与探索，蓄电池储能出现多种类型，并在多领域中得到广泛应用。随着蓄电池储能的发展，电池存储容量逐渐提升，大幅度提高了蓄电池应用价值。（1）铅酸蓄电池。该类蓄电池存储容量已达20MW，远超蓄电池初期发展水平，因铅酸蓄电池可靠性高、制作成本低、环境要求低，故而在风力发电系统中较为常见。铅酸蓄电池在环保与资源再利用方面存在劣势，当铅酸蓄电池使用寿命结束后将不具备任何用途，且铅酸蓄电池在降解期间无法无公害化处理，若处理不当则会污染环境，与新时代生态环保理念相悖。（2）镍氢电池。该类电池最早于2008年在北京用于混合电动车，在实际应用期间发现，镍氢电池能量转化情况与周围环境存在紧密关联，即受环境影响大。若在电流较小的情况下，放电时的能量密度至少为80kWh/kg，但若电流较大，放电时的能量密度降至40kWh/kg。（3）铿离子电池。该类电池同样受环境影响较大，且制作工艺复杂，故而在风力发电系统内不适用。（4）全钒液流电池。汞在电解液环境中将产生化学反应，在电极表面进行氧化还原，继而完成蓄电池的充放电。在钒液流电池实际应用期间，其高效率、低成本的特点逐渐被业界关注，现已取得一定成效。

3.5碳纳米管超级电容器

超级电容器由电解质、极板、隔离物、电流采集装置构成，能够通过电解质极化完成储能。超级电容器与蓄电池储能方式类似，在充电期间采用离子形式存储电荷，达到储能效果。传统的超级电容器多采用金属氧化物、活性炭纤维等材质作为电极材料，随着超级电容器的发展，因碳纳米管的导电性、化学稳定性、机械强度更高，故而现阶段多采用碳纳米管超级电容器作为风力发电系统的储能方式。在风力发电系统中，碳纳米管超级电容器能够实现十万余次深度充放电循环，电能储备效果显著，且使用寿命相对较长，因此，碳纳米管超级电容器在风力发电系统中尤为适用。

结语

综上所述，从新能源电力系统自身运转的角度来讲，在明确储能技术在新能源电力系统中应用现状的过程之中，一方面要能够充分发挥新能源电力系统中应用储能技术所获得的丰富经验，另一方面也要能够对于在新能源电力系统中应用储能技术所存在的问题进行分析。结合所存在的问题，探讨新能源电力系统中应用储能技术的具体对策，使得新能源电力系统与储能技术之间能够实现更高质量的融合，通过两者之间相辅相成的发挥作用，进而达到相互促进的目的，为推动新能源电力系统的合理应用打下良好的基础，促使新能源电力系统能够更好地方便人们的生活。

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