新能源电力系统中的储能技术探讨

药炜

【摘要】：发展储能是满足日益增长的电力需求、电网削峰填谷以及增加可再生能源并网消纳的重要途径，储能技术在电网中的应用将大幅提高电网运行的安全性、可靠性、经济性和灵活性。

【关键词】：新能源；电力系统；储能技术

引言

能源问题、环境问题是当今社会关注的热点，大力发展清洁能源是未来趋势，但以风电和太阳能发电为代表的清洁能源，由于自身的不稳定性和间歇性给电网带来重大挑战。在全球应对气候变化形势下，世界范围内正在经历着新型能源体系的变革，能源全球互联正从备受瞩目的宏大构想迈向现实，其中储能技术扮演着重要的角色。

1、新能源电力系统中储能技术具有的作用

（1）新能源电力系统的运行稳定性可通过采用具有动态调节能力和快速响应的储能技术来进行提高。对于电力系统的无功和有功功率的需求，储能技术能有效地进行满足，从而对电力系统的瞬时功率进行改善，提高瞬时功率的平衡水平，进而使得电力系统的运行稳定性得以增强。

（2）在新能源电力系统中应用具有快速响应能力的储能技术，再进行科学合理的配置，将多余的能量吸收，能有效的对风电机组进行保护，是风电机组的低电压整体穿越能力得以增强。

（3）新能源电力系统中应用储能技术可以很大程度的提

高新能源电力系统的经济性。在新能源电力系统中采用大容量的压缩空气以及抽水储能等储能技术，在时间轴上将风电平移，对电力系统进行优化，提高电力系统的经济性，扩大电力企业的经济效益。

2、储能技术的分类

2.1抽水蓄能

当前使用最多的储能技术是抽水蓄能，该储能方式的技术发展最成熟且又经济，其转换效率也较高大约在百分之七十五左右。抽水蓄能的过程为在用电低谷期，利用多余的电能使下游水库中的水抽到上游水库中存储起来；在用电高峰期将上游水库的水闸打开放出并将其用来发电。然而，通常使用的抽水蓄能电站可根据建设类型以及机组形式分为以下几类，如图1所示：

此外，选址对于抽水蓄能电站也非常重要，应选在负荷变化量大、用电量大、水源充足的地区。我国的抽水蓄能电站已经应用多年，且当前所掌握的建设技术也比较完善，开发使用的技术也日渐完善。

2.2氢储能

氢储能作为可再生能源的主要储能方式，一般是“氢—电—氢”的循环利用。原理为通过电解水产生H2和O2，当风电充足无法上网时，使用过剩的风电通过电解水产生H2，需要用电时再将H2释放出来转换为电能。

2.3电池储能

储能蓄电池是应用于新能源当中的一类蓄电池，主要是风力发电技术相比于其他技术其投入成本低，技术相对比较成熟，是现在使用最广泛的储能形式，由图2可看出电池储能的形式在如今储能类型中占有相当一部分的比例。

3、新能源电力系统中的储能技术的应用

3.1在光伏并网中的应用

系统瞬时功率平衡水平问题是光伏并网中存在的主要难题，在光伏并网中运用储能技术，在很大程度上能有效的解决这一难题。在光伏并网负载功率等脉动形势下，可有效应用储能技术的无源式并联储能方案，使得蓄电池的充放电电流更加平滑。无源式并联储能方案通常应用于独立光伏系统。另外，也可以应用混合储能系统，对新能源电力系统中的瞬时功率的平衡性进行处理。组合磷酸铁锂电池、超级电容，需要注意的是，超级电容具有很高的功率密度，磷酸铁锂电池具有很大的能量密度，将两者组合之后，应科学合理的设置控制结构和方式，以最大程度的发挥出其效用。据相关的仿真试验结果证明，对于新能源电力系统的运行稳定性问题，适当的应用混合储能系统，可以有效的提高电力系统的运行稳定性。

3.2在风能电力系统中的应用

新能源电力系统的运行稳定性在很大程度上依赖于系统的瞬时功率平衡水平，在新能源电力系统中运用储能技术可满足电力系统的无功和有功功率的需求，对系统的瞬时功率平衡进行优化，保证新能源电力系统的运行稳定性。比如，储能技术应用于风电系统中，可有效的解决该电力系统的电压稳定性问题该电力系统的电压稳定性问题。在该电力系统中运用的储能技术是超导储能技术，主要针对风电系统中的联络线短路以及风速扰动问题进行有效的解决。根据相关的仿真资料表明，风电系统中应用超导储能技术，若风电系统出现网络故障，则超导储能技术能对网络故障进行有效解决，并保证风电场的稳定；在风电系统的风力受到扰动的情况下，超导储能技术可保证风能电力系统风电场的输出平滑。超导储能技術主要是在并网型的风电系统中应用，超导储能技术可以构建完善的SMES模型，并对最优的反馈矩阵进行计算，计算之后可以发现，在并网型风电系统中运用超导储能技术，在很大程度上可以改善并网型风电系统的输出电压稳定性。风电系统的稳定性受到风电出力可控性的影响，在风电系统中应用储能技术，可以有效的改善风电出力的平滑性，使风门的可控性得以提高，而且串并联型超级电容器储能系统可应用于风电出力平抑波动中。根据大量的仿真试验数据表明，串并联型超级电容器储能系统可对风电出力的平滑性进行有效的改善，解决电压下降、风能不确定性等问题，使得风电场稳定性得以提高。除此之外，将飞轮储能装置并联在永磁同步风电机组的直流母线上，该风电机组使用的是全功率变频器。飞轮储能装置的应用，可对风电机组的输出功率稳定性进行模糊控制，实现风电机组输出功率的稳定性控制。

结语

储能虽然在我国起步较晚，但随着我国新电改方案的实施，清洁能源发电、智能微电网、电动汽车等行业的发展将不断提速，随着雾霾等各种环境问题的出现， 可再生能源也逐渐受到了各方的重视。其中，在利用可再生能源的过程中最为关键的是储能技术，储能技术的应用将形成新的发展趋势。在发电、输电、配电以及用电等各个环节，储能技术将得到广泛的应用。

【参考文献】：

[1]丛晶，宋坤，鲁海威，高晓峰，肖白.新能源电力系统中的储能技术研究综述[J].电工电能新技术，2014（03）.

[2]马建新.新能源电力系统中的储能技术探讨[J].电子技术与软件工程，2016（06）.

[3]艾欣，董春发.储能技术在新能源电力系统中的研究综述[J].现代电力，2015（08）endprint