风力发电系统中储能技术的应用分析

风力发电系统中储能技术的应用分析

朱冬

中核汇能有限公司  贵州省  贵阳市  550000

摘要：近几年来，随着我国城市化建设进程加快，社会的用电需求不断增加，我国的电网系统面临严峻挑战。在当前背景下，通过科学合理发展风力发电技术，能够有效缓解用电压力，减少资源损耗，实现环境保护的最终目的。在此过程中，通过在风力发电系统中有效应用储能技术，可以全面提高风力发电系统的运行效率及质量。本文对风力发电系统中储能技术的应用进行研究分析。

关键字：风力发电系统；储能技术；应用分析

引言：总的来说，抽水储能技术、压缩空气储能技术被广泛应用于电网调峰作业过程中；电储能技术被应用于小规模的储能系统当中；超级电容储能技术更加适用于电动汽车储能以及混合系统储能过程中；超导电池储能技术、飞轮储能技术可以用于提高供电质量，保证电网运行、电网调频作业有序开展。

一、风力发电系统中储能技术的类型

（一）超导电力磁储能技术

超导电力磁储能技术主要是通过有效应用超导体中的电感线圈，从而将电网在供电过程中产生的磁场能量进行科学合理地存储，能够为后续供电网的使用存储能量、释放能量。通过科学合理应用超导电力磁储能技术，能够全面提高能量释放的效率，保证能量输送过程无需通过能量转化就能够完成能量传输，具备较高的容积比功率，响应速度快，存储效率高。同时，通过科学合理应用超导电力磁储能技术，能够有效降低在储存过程中产生的能源损耗，具备较高的能源回馈效率。此外，通过有效应用超导电离子储能技术，也能够对电网中的电压频率功率进行有效调节、控制，被广泛应用于风力发电系统当中。

（二）超级电容储能技术

超级电容储能系统主要是以双电层电容器为基础，能够对电能进行存储的装置。通过科学合理应用超级电容储能技术，能够提高脉冲功率，缩短充电时间，在充电的过程中，能够将电解质溶液中包含的异性离子附着在电极表面，从而形成双电荷层，进一步形成双电层电容。当前情况下，我国的超级电容储能技术已经得到了不断地完善、优化，相关产品已经更加完整、全面。一般来说，超级电容储能技术被广泛应用于电能质量功率峰值相对较高的风力发电系统当中，其可以全面提高风力发电系统的供电能力。

（三）飞轮储能技术

飞轮储能技术主要是通过有效应用电动机运行旋转过程中产生的动能，通过在合适的时间内，将产生的动能用于发电机发电，进而为用户提供优质、高效的供电服务。随着超导电力磁储能技术、超级电容储能技术的不断发展，也进一步推进了飞轮储能技术的优化、完善。通过科学合理应用飞轮储能技术，能够有效降低能量转换过程中产生的电能损耗，通常情况下能够将转化率控制在90%以上。同时，在应用飞轮储能技术的过程中能够产生相对较少的噪声，可以保证其长期稳定的运作，运作过程不会产生污染环境的物质，并且对其进行维护、检修的要求成本也相对较低。当飞轮储能系统已经停止充电后，也能够连续工作几十个小时。飞轮储能技术被广泛应用于电网调峰和频率控制相关作业过程中，部分发达国家优秀国家已经开始将风轮储能技术运用于风力发电系统当中。

（四）蓄电池储能技术

蓄电池储能系统主要由电池、逆变器、控制装置等相关部分组成，通过科学合理应用电池正极负极产生的氧化反应，进而实现充电、放电功能。当前情况下，蓄电池储能技术被广泛应用于太阳能发电、风力发电系统当中，能够根据不同化学物质的不同反应形成类型复杂多样的蓄电池储能系统，例如钠硫储能电池、铅酸储能电池等。

（五）压缩空气储能技术

压缩空气储能技术是当前电力系统运行过程中应用较为广泛的技术，其可以在电网负载相对较低的过程中，通过科学合理应用空气压缩的方式，将能量进行密封存储，当电网的运行负载过高时，可以将存储的压缩空气进行释放，进而推动汽轮机完成发电作业。

（六）氢燃料电池储能技术

氢燃料电池储能技术能够将化学能转变为电能，然而当前情况下，由于氢燃料运输要求、存储要求相对较高，并且在对氢燃料进行运输、存储的过程中具备较大的安全风险，会投入更多的运输成本、存储成本，因此氢燃料电池储能技术并没有得到广泛应用。

（七）抽水储能技术

一般来说，抽水储能技术被广泛应用于电网调峰、集中式发电系统过程中，然而由于部分区域的水力资源限制、地形条件限制，大部分风力发电系统中无法有效应用抽水储能技术。

二、风力发电系统中储能技术的应用

（一）传统的储能技术应用

由于储能技术在风力发电系统中的应用成本相对较高，同时也需要对各种储能技术的能量转换效率进行严格把控，才能够全面提高风力发电系统中储能技术应用的水平及质量。随着我国风力发电系统的不断优化、完善，越来越多的储能技术逐渐被应用于发电风力发电系统当中，储能技术是否完善、健全，储能成本以及应用条件等多方位因素，都会决定风力发电系统当中储能技术的应用程度。并且，要想能够在风力发电系统中科学合理应用储能技术，则应当提高自身的电能质量管理水平，从而才能够有效应用超导储能技术、钠硫电池储能技术、液流储能技术。一旦外部电网运行系统出现故障时，可以通过科学合理应用以上储能技术，保证供电更加具备安全性、稳定性，使得电网能够正常稳定运行。通过在大规模的风力发电系统中有效应用以上储能技术，也能够提高系统的调峰能力、电能质量把控能力。

（二）混合储能技术在风力发电系统中的应用

我国的风力发电系统主要是通过蓄电池作为主要的储能装置，然而由于蓄电池的功率相对较低，使用寿命也更短，并且需要投入大量的时间、精力、财力对其进行维护、保养，同时蓄电池使用过程中也会产生污染环境的物质，需要投入更多的时间成本对其进行回收。而通过超级电容储能装置，则不需要对其进行后期养护，并且其使用寿命相对较长，功率较高，运行效率能够满足实际的供电需求。通过有源式结构以及无源式两种结构能够将蓄电池储能装置与超级电容储能装置进行有效融合，从而搭建成一种完善、全面的混合储能装置，保证储能系统更加具备安全性、稳定性、环保性，可以全面提高系统能量转换的效率及质量。

三、结束语

综上所述，风能作为可再生能源，风力发电技术具备较高的经济效益、社会效益，通过有效应用风力发电技术，能够全面提高电网系统供电的环保性，从而促进我国新能源发电技术发展。要想保证风力发电系统更加具备稳定性、可靠性、安全性，则应当在此过程中有效应用储能技术，制定更加科学合理的储能方案，才能够保证风力发电系统正常稳定运行，全面提高风力发电系统供电的效率及质量。

参考文献

[1]张皓天. 探析储能技术在风力发电系统中的运用[J]. 信息周刊, 2019(14):1.

[2]李冲, 郑源, 张艳丽,等. 储能技术在中小型风力发电系统中的应用[J]. 节能, 2012, 31(1):4.

姓名（出生年） 朱冬1983

性别 男

籍贯 江苏徐州

民族 汉

职称 工程师

学位 动力机械及工程硕士

现从事工作/科室/方向 风机塔筒叶片结构动力学等可研相关

工作单位 贵州省贵阳市中核汇能有限公司  550000