新能源发电系统中储能技术现状与分析

明镜 何华伟

摘要：当前，全球气候变暖、大气污染、酸雨蔓延、水体污染、臭氧层破坏、固体废物污染等环境问题日益严重，这对国际能源形势的改变产生了较为深进的影响。新能源异军突起，由于其具有清洁低碳、资源丰富、分布广泛等优点，目前已成为各国能源収展的主流方向。但新能源发电系统间歇性大和可控性差等问题，也一直严重制约其发展。在改善新能源发电系统输出稳定性的过程中，储能技术得到较大规模的应用，进而也获得了重要的发展契机。

关键词：新能源发电;储能技术;应用优化

1.储能技术现状及优缺点

目前，在新能源发电系统中常见的储能技术主要有化学储能技术、磁场储能技术、电场储能技术以及机械储能技术等。其中，化学储能技术以锂离子电池、铅酸蓄电池为主，液流、钠硫、镍氢电池等技术的研究也取得了极大的突破。磁场储能技术主要是指超导储能。电场储能技术主要包括电解电容储能和超级电容储能。机械储能技术则以抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等为代表。

2.国内储能技术发展现状

我国在抽水蓄能这一传统储能技术中，拥有较大优势，按照总装机容量来看，我国以32.0GW位列全球第一，日本和美国次之。但我国在新型储能技术领域，和其他发达国家相比，起步较晚，目前仍处于积极探索和建设示范工程的初级阶段。根据美国能源部于2016年8月16日更新的全球储能数据显示，我国储能项目累计装机总容量达到32.1GW，其中抽水蓄能装机容量就高达32.0GW，电化学储能和热储能装机容量均为0.05GW，其余储能项目数据未统计。所以，我国在新型储能技术方面是劣势的。为改善这一问题，我国政府部门也制订了一系列的优惠政策，包括降低税收、提高补贴、减少审批流程、鼓励科研立项等措施，尤其是在“十三五”规划的百大工程项目中，就有多个与储能技术相关的项目。

3.现阶段新能源电力系统中对储能技术的应用

3.1电化学储能分析

对于化学储能而言，通过和其他相关储能设备进行比较可知，机动性相对来说比较好，并且在一定程度上具有着相对来说比较快的反应速度，能力比较高等，再加上循环效率上也是较为独特的。所以在大多数化学装置中都能获得比较好的应用。通过研究重点领域中化学技术，合理的运用锂电池以及铅炭电池，对化学储能的应用性进行不断的提高。现阶段由于我国化学储能占的比例不是很高，大部分技术都是由国外部分公司进行垄断的，因此会下降锂电池成本，进一步加强化学储能中的商业潜力。

3.2太阳能系统中的应用

对于太阳系统而言，主要分为两个方面，一方面是光伏系统;另外一方面是光热系统。这两个系统能够把太阳辐射直接有效的转变为电能。光热技术能进一步将太阳当成发热源，通过供冷和制热对光热发电进行积极的开展，在供暖和加工发电等以及能够和化学染料等相关反应能促进化学燃料在发电中的效率。在一定程度上调节太阳能，保证其无论在时间上，或者是空间都可以实现相互平衡，保证其长期和短期应用能力得到提升，然而这种方式并不能够对用户自身所有需求给与满足，但是通过采取间接性的供电方式，就能符合用户的实际需求。

3.3物理储能

物理储能的优点是大规模、低成本和周期长，能够为大规模大发电系统提供长期的电力支撑。物理储能方式主要利用空间中的的天然资源，具有绿色环保和持续的特点。但其缺点就在于建设的需求众多，必须准备专门的场地且有地理条件需求。常用的物理储能方式有三种：抽水储能、空气压缩和飞轮储能。抽水储能的能量转换率较高，储能容量大且运行费用低，需要在海水环境中进行运作。由于抽水储能的运营方式灵活和供应稳定，抽水储能不仅是一种基本的发电方式，还是备用电力的主要组成部分。

空气压缩储能的安全系数非常高，在解决大规模发电项目的平滑输出问题方面效果显著，但空气压缩储能的场地对地质条件有着特殊的要求。在空气压缩储能工作过程中，首先需要进行储能步骤。储能工作就是压缩机利用风电机组多余的风电进行基本运作，进行空气的压缩和降温工作。进行压缩和降温处理后的空气需存放在废旧或新建的油气矿井中，以备释能工作使用。其后，释能工作使用升温装置将高压空气升温，借助升温的气体来进行燃烧室物质的助燃，燃烧后的气体则会推动燃气轮机，最终由燃气轮机来带动发电机进行最后的发电工作。

飞轮储能的主要运作方式与空气压缩储能相似，分为储能和释能两个部分。其主要电力获取方式是将飞轮旋转的机械能转化为可用的电能，具有清洁高效和能量获取迅速的特点。

4.当前储能系统优化配置和控制的有效策略

4.1系统组成结构分析

目前我国通过对多种储能技术的研究分析，实现了电力系统运行效率的提高。多种储能技术不仅可以促进大体积、功率较高和密度较高的系统进行综合并网处理，还可以控制整个储存单元的高密度。因此该技术在很多的电力系统中被广泛地使用。同时，还要对超级电容装置实施高效的运用，实现改善电能质量的目的，保证风电场功率在提高的基础上，调整太阳能的电厂生产功率。另外，在环路设计的技术下，电能质量的合理控制还可以结合光伏发电系统的有效支持，然后保证混合储能系统的安全与稳定性。再对功率进行定型分析，实现系统在固定的使用年限内电池储能系统的优化处理。

4.2储能吸引要确保优化的配置

针对于我国当前的储能系统来讲，在实现优化配置的过程中还要注重高质量以及电能的稳定性，从而提高整个功率在波动的过程中保持平稳性，然后充分的结合经济与技术的要求，实现内部容量的不断提高。为电能的储存提供很大的帮助。在新能源的开发过程中还要结合运行的特点，实施曲线的分析，完善电力系统的优化设计，最终让新能源的电力系统更加的科学与完善。

4.3储能系统控制策略

针对于电力系统的储能技术来讲，其配置需要不断的完善。因此要结合科学有效的分析进行问题以及漏洞的补缺，从而提高储能技术的应用效果与科学性。同時，储能技术逐渐成为整个电力系统的重要核心，实现电力市场发展过程中的要求与市场需求的满足。在对储能系统进行功率提高的基础上还要加强放电强等相关的特点，保证并网变流器设计效果的提高，合理的控制其功率。最终满足实际的输出输入要求，完成储能系统的多项功能。另外，在电网稳定性方面也会起到提升的作用，还可以控制储能装置，进而提高系统中内部的自控能力。结合多项的管理工作，全面地提高电网运行系统自身的控制管理效果，为我国新能源电力系统中储能技术的合理应用提供重要的基础保障。

总结

通过对上述的内容分析得出，我国现阶段应该全面加强应用以及创新方面的研发，这样能促进能源稳定性，还能促进电能质量的进一步提高，对功率波动问题进行科学处理，与此同时结合多种并网技术的运用，就能推动新能源电力吸引实现规模化发展。

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