研讨新能源电力系统中的储能技术

夏鹏程　鲁伦　张鹏

【摘要】随我国社会经济的快速发展，电力行业的发展速度也在不断提高，而我国现阶段科学技术的发展水平也在不断提高，同时逐渐促使新能源储能技术在电力系统中得到广泛推广和应用。但依照相关调查数据显示，新能源电力系统的储能技术其自身的作用和价值和较高，并且能够在电力系统运行中充分发挥其自身的优势。因此，本文主要针对新能源电力系统中的储能技术进行分析和研究，并提出科学合理的建议。

【关键词】新能源;电力系统;储能技术

1储能技术分类

能，使其具备了储存的效果。根据转化方式展开分类，主要分为：电池储能、相变储能、机械储能以及电化学储能。其中，机械储能涵盖了飞轮储能、抽水储能、压缩空气储能等;电化学储能涵盖了液流储能、钠硫储能、铅酸储能等。相变储能指的是储热的物质出现相变，会放出或是吸收大量的热能，在冬季可以蓄冷，到了夏季可以蓄热，目前在建筑节能以及空调系统中有非常深入的应用。而电池储能涵盖了超导储能、超级电容储能等形式。

2新能源电力系统中储能技术的作用

新能源电力系统主要是依靠风力、太阳能等自然的方式进行发电，但不同于传统的火力发电与水力发电技术。新能源发电技术的应用和发展还没有成熟的技术应用缺陷，稳定性和连续性无法保证通过储能技术降低无限电能损耗，提高和提高能量转换效率新能源系统的安全性和稳定性将进一步推动新能源系统的发展。同时，储能技术在新能源电力系统中的应用也降低了峰值电力负荷，提高了电力系统相关设备的效率，避免了因过载而损坏电力设备，并使电力系统失效它可以减少。有可能提高电源的质量和效率，并满足日益增长的电力和能源需求。

3新能源电力系统中储能技术的分析

3.1物理储能技术分析

顾名思义，物理储能是指通过物理的方式进行能源的存储和释放，主要分析以下三个技术方面，第一是抽水储能技术，在电力系统需求低谷的阶段，通过水资源的存储来储存能源，通过建立存储池来存储水资源技术能够实现大容量的储存，其发电变率较快，技术应用的费用较低，但是容易受到自然条件的影响。抽水储能在调整系统调峰和调频中应用广泛，在实际的电力系统应用中，承担着动态和静态发电调节的功能。第二是压缩空气储能技术，其包含两个能量转化过程，即能量的储存和释放，电能存储时风电机组的输出功率较大，压缩机将空气进行压缩存储，当风电机组输出功率较低时，借助存储的高压空气进行发电补充，提高风电机组发电的稳定性。压缩空气储能的能源转化率为75%左右，对于风力发电系统的储能调整意义重大，同时其能够有效调整发电波动频率，实现平抑风场功率波动的目的。第三是飞轮储能技术，将电能存储与高速旋转的飞轮体中，从而应用于系统稳定控制和电力峰谷调节。

3.2化学储能技术分析

化学储能技术是指利用化学反应进行能量的存储和释放，化学储能的主要通过电池储能系统完成，电池正负极通过氧化还原反应进行电能和化学能的转变，这是当前成熟可靠的储能技术。化学储能借助各种储能电池实现能量存储，当前常用的有锂电池、钠硫电池、液流电池以及金属空气电池等，锂电池具有较强的能量转化效率，其存储能量密度大，通过单体电池和充放电系统组成，可以通过串联和并联来提高存储容量，对于配合新能源应用及提供备用储能功率应用效果明显。液流电池的工作原理是通过分开的正负电解质循环发电，其电池配置较为灵活，能够提供规模化的储能和放电，无需进行电池保护，对于新能源系统具有很强的实用性，同时液流电池的能量转化率较高，工作安全稳定，但是也留材料昂贵是制约其发展的技术瓶颈。金属空气电池是新型的绿色材料电池，其结构包括氧气组成的正极，活性金属的阴极以及碱性电解液，通过发生电化学法应来产生电能，金属空气电池的储能性能优越，其电池比能是铅酸电池的8倍-10倍，同时其原材料绿色环保，在新能源电力系统中有很强的应用前景。

3.3电磁储能技术分析

电池储能技术能够将电能转化成电磁能储存在磁场中，当前在新能源电力系统中常用两种能量存储方式，即超导电磁储能和超級电容器储能两种方式，前者的工作原理是利用超导体制成的线圈存储磁场能量，其能量转换的响应速度较快，电能转化效率较高，功率输送过程无需能量形式的转换，从而实现了电力系统实时大容量能量交换和功率补偿，从电力系统储能技术角度分析，超导电磁储能能够满足电网输电稳定性，提高系统的稳定性，增强了系统功率输送能力。超级电容储能是一种新型的储能装置，相对于传统的电容储能，这种储能技术的容量较大，电能能力密度较大，同时其工作温度范围和寿命较长，具有很高的比功率，对于环境不会产生污染。超级电容器的工作原理是通过电极和电解质形成双界面来存储能量，电极与电解液接触会产生稳定的双层电荷，电容器相当于电解质中的两个非活性多孔板，当电压加载到多孔板上，电解质的离子会产生定向的移动，从而形成双电层电容器。

3.4相变储能技术分析

相变储能是指利用相变材料来存储能量，相变材料是一种特殊的物质，在维持温度不变的前提下，改变物质的相态能够提供潜热物质，通过相变的转变来吸收或者释放大量的潜热，相变材料的温度范围和物理状态较为特殊，不同材料的相变潜热不同，具有高相变潜热的材料在新能源电力系统中具有重要的应用价值。当前相变材料主要包含了三种物质，即无机PCM、有机PCM和复合PCM三类，PCM材料包含结晶盐和金属，而有机类PCM材料则包含石蜡、醋酸和其他有机物。当前复合相变材料是未来储能技术发展的关键，这类材料能够改善单一相变材料的缺点，改善其潜热性能，同时具有较强的相变稳定性，复合相变材料在未来储能技术中扮演着重要角色。

4储能技术的未来发展方向

从储能技术的分布上来分析，锂电池是各个行业应用最为广泛的储能技术，电力输配系统中钠硫电池的应用广泛，同时液流电池在可再生能源网中占据了较大的比例。当前各个领域的储能技术取得了较大的突破，压缩空气技术实现了1.5MW的超临界储能系统，在电网系统中开辟了应用空间。未来太阳能和风能发电装机容量增长快速，预计在2025年太阳能装机容量将达到1500GW，储能技术作为能量并网的关键技术，拥有广阔的发展空间，同时家庭储能技术将在新能源电力系统中发挥着重要作用，在未来家庭储能技术将进入大规模的发展阶段。

结语

综上所述，新能源电力系统，提高了对储能技术的重视度，利用储能技术的大容量与快速响应能力，保证新能源电力系统的有效发展。电力企业在运用新能源的过程中，作为工作人员还需要加强储能技术的研究和运用，这样才可以确保新能源电力系统运行的稳定性，进而促使我国电力事业可持续发展。

参考文献

[1]程首林.新能源电力系统中的储能技术研究综述[J].低碳地产，2016，2（12）：177.

[2]陈名玉.新能源电力系统中的储能技术研究[J].通讯世界，2017（18）：129-130.

[3]何涛，邱婷.新能源电力系统中的储能技术探讨[J].中国科技投资，2017（26）：174.