储能技术在新能源电力系统中的应用

储能技术在新能源电力系统中的应用

张,博

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摘要:储能技术是新能源发展方面的一个重要领域，无论是哪一种能源形式，都需要有储能技术来提供支持，如此才能得到更好的应用与发展。促进储能技术和系统内诸多相关技术之间的配合应用，从而对新能源电力系统的稳定运行与整体结构进行优化，对于新能源电力系统的进步发展具有重要意义。文章针对储能技术在新能源电力系统方面的应用进行了分析与探究。

关键词:储能技术;新能源电力系统;应用

在新能源所提供的强力支持下，需要大力推动新能源电力系统方面的发展，以此满足日益增长的社会用电压力。在新能源电力系统当中，应当对相关储能技术进行合理运用，利用储能技术来对新能源电力系统当中的资源进行有效调节，使新能源得到最大化的利用，从而保证新能源电力系统的发展与稳定运行。

1新能源电力系统中的储能技术分析

1.1 电化学储能

电化学储能即为蓄电池储能，该技术在新能源电力系统中应用较为广泛，其工作原理为依靠电池正负极反应完成 电能与化学能的相互转化，满足电力系统用电需求的同时储存系统多余的电量，实现对新能源的高效应用，为新能源的并网运行提供帮助。金属电池是各企业应用较多的电池类型，此类电池能够依靠金属的氧化还原反应实现电能与化学能的转化，材料应用成本较低的同时具有较高的转化效率，如锂电池即为蓄电池中的高效产品，能够在短时间内完成大量化学能与电能的相互转化。

1.2 物理储能

物理储能包括压缩空气、飞轮以及抽水储能几种类型，能够以物理能的形 式存储电能，在实际应用时，电力企业通常可以结合发电类型、环境现状等合理选 择储能方式，实现对能源的高效应用。抽水储能虽然储能容量较高，但是该技术 容易受环境限制，在环境位置不合适的情况下往往会消耗更多的应用成本，该技术在风力资源丰富的西北地区缺少应用的环境基础;飞轮储能主要是将电能存储为机械能，虽然具有较高的功率密度，但是缺少足够的能源存储量，在磁悬浮、材料相关技术的限制下，该技术难以实现大规模应用;压缩空气储能与抽水储能类似，对环境要求高，通常需要在密封良好的空间内使用，其建设快且造价低，但是在储能效率方面存在欠缺。

1.3 电磁储能

超导储能具有无损耗、存储时间长、效率高、响应快速等性能优势，但是该技术的应用需 要依靠高温超导材料来实现，在材料技术的限制性，导致该储能方法难以得到广泛应用。超级电 容器储能需要应用高介电常数的电容器，这种储 能方式在保证较长使用周期、较快响应速度、较大功率密度以及极高瞬时功率的同时，存在端电压不稳定、低能量密度等缺陷。

2 在新能源电力系统当中有关 储能技术的实际应用

2.1 风能电力系统

对于新能源电力系统来说，风能资源是其中最具代表性的种类，同时也是应用较为普遍的一类，分析在风能电力系统当中有关储能技术的实际应用，对于提升风能电力系统的工作效率以及稳定性等具有重要作用。储能技术可以对风能电力系统实际运行过程中的无功功率与有功功率等进行改善与优化，从而保证电力系统能够始终维持一个稳定的运行状态。在此，本文针对某地区应用的风能电力系统进行分析，探讨其储能技术的实际应用情况。该风能电力系统应用了一种超导储能技术，利用这种技术能够对电压方面存在的问题进行有效处理，同时也使得联络线短路以及风速扰动等问题得到了明显改善。在应用这种超导储能的相关技术之前，根据风能电力系统的实际情况，设计了相关的仿真模型，得到了技术应用方面的大量数据，仿真结果显示，在风能电力系统发生问题故障时，超导储能技术依然能够保证风能电厂的稳定性，就算是出现风速扰动的情况，在电力系统当中也能够保证风电场的稳定、持续输出状态，这使得风能电力系统在电压输出方面的状态得到了极大的改善。

在这个风能电力系统当中，还有另一个问题，即频率稳定性，利用储能技术来进行处理，在充放电的相关操作过程中，根据风能电力系统实际的负荷变动状态，对系统电力负荷进行适当的调节，从而帮助系统来维持频率稳定。

2.2 光伏并网系统

光伏并网，是有关新能源电力系统方面的一种全新的模式，但这种模式存在瞬时功率不稳的问题。而利用储能技术恰好能够对光伏并网系统当中存在的功率不稳问题进行有效解决，凭借无源式并联储能的相关方法，使其作用在负载功率位置，对脉冲进行限制，从而保证蓄电池在进行放电、充电的过程中，电流始终稳定平滑。储能技术通常只应用在独立的一些光伏并网系统当中，同时也会将不同储能系统的进行混合使用，从而对光伏并网系统当中的瞬时功率进行平衡与稳定。

2.3 相变储能技术

对于相变储能技术来说，在新能源电力系统当中通常会应用到相变材料当中。这些相变材料在进行吸热时，能够对能量进行储存，而放热时不仅释放了能量，并且其所释放出来的能量具有很高的密度。在新能源电力系统当中，有关相变储能方面的技术通常表现为电储热、冰蓄冷以及熔融盐储热等诸多形式。其中冰蓄冷储能是凭借一些蓄冷的介质来对能量进行调节，减少高峰供电时段所承受的运行压力。熔融盐储热是对无机盐进行加热，使其转变为熔融的形态，然后利用热循环的相关方法来实现传热与储热，这种方法具有高传热以及低腐蚀的特点。电储热技术则是通过金属或者水来进行储热，提供了介质，这样方便了热量的释放和存储，从而使得能源传输效率得到了很大的提升。

3 在新能源电力系统当中有关 储能技术的类别

3.1 飞轮储能

飞轮储能的有关方式，是凭借旋转体产生的动能来转化储存电能。在利用飞轮储能方式进行储能时，使用电机对飞轮进行驱动，当飞轮逐渐达到规定的程度时，就完成了电能向飞轮动能之间的转换，若想要释放电能时，则利用飞轮的动能来带动发电。飞轮系统通常是在接近真空的环境下运行的，这样可以在最大限度上降低风阻以及摩擦产生的损耗，其寿命很长，并且对环境不会产生任何影响，甚至几乎不需要进行维护。 而其缺点则是储存的能量密度较低，为了确保系统的安全性还需要花费很大的费用，同时还会受到场地空间方面的制约，当下一般都会应用在为蓄电池系统进行补充。

3.2 抽水储能

抽水储能是当今大规模储能方式当中最为成熟的一种，这种方式需要在上下游同时配建一个水库。每当负荷低谷的时候，利用抽水储能的相关设备进行抽水，将下游水库当中的水逐渐运送到上游水库当中进行储存，每逢负荷高峰的时候，将相关设备转为发电机工作状态，通过上游水库当中的水储量进行发电。这种方式的能量转换效率通常在70% ~75%。由于抽水储能的方式往往会受到地势选址、建设周期以及动态调节响应迟缓等方面的影响，在大规模推广上受到了很大的制约。如今全球范围内所有抽水储能电站加在一起的装机容量总和为 9000万 kW，在全球总体装机容量当中占据 3%。关于抽水蓄能电站方面的选址建设往往受到地形环境的影响，并且当用电区域距离发电站较远时，还会造成大量的能源损耗。

4 结束语

在新能源以及电动汽车的发展过程中，储能技术是必不可少的一环，在这一领域的技术突破或将促使世界能源格局发生转变。甚至可以说，在新能源时代的大门之前，储能技术就是一把通向门后的钥匙，当有一天储能技术变得经济可行时，那扇象征着新能源时代的大门也将为人类敞开。因此应当重视在储能技术方面的进步发展，对于传统能源企业来说，更是应该将储能技术作为研发的重点，这将对能源领域的进步产生极为深远的影响。

参考文献：

[1] 范斌 . 探究新能源电力系统中的 储能技术 [J]. 百科论坛电子杂志，2018 (18):515.