储能技术在新能源电力系统中的应用

赵书强，孙科

（华北电力大学，河北保定，071003）

0 引言

社会的持续性发展，使得能源需求不断增加，基于能源需求与环境恶化的矛盾日益凸显，需要大力发展新能源进行弥补。当前，我国能源结构不断的优化，传统能源与新能源共存，导致电网系统更加复杂。基于新能源的强力支持下，需要大力推动新能源领域的电力系统，保障社会的用电压力需求。新能源电力系统中，有效应用储能技术，对新能源进行合理的调节，保障新能源的利用率最大化，推动当前电力系统的平稳运行，实现长足发展。

1 储能技术对于新能源电力系统

当前关于新能源的开发领域，对于能源的转化主要集中于风能与太阳能等能源上，利用设备转化能源，保障电力系统的有效运行。与传统的能源相比较来说，风能等能源进行电力系统电力供应，更受制于自然环境的影响，会因为环境因素，存在一定的间歇性问题。若将新能源发电应用于电网运行中，难以保障电网的稳定性，严重时会对社会用电造成影响。风力发电过程中，当其装机占据整体系统一定比例，过小还可以保障电网运行；当占据比例过大，无法保障电网的稳定性，需要借助储能系统降低其不确定因素带来的影响，为电网提供稳定的电力。因此，加强储能技术的研究，也是推动可再生能源进一步发展的重要条件，也是未来新能源供电发展的必然趋势。

2 如何实现储能技术在新能源电力系统中的发展

■2.1 整合多种力量推动新能源发展

基于新能源发电技术应用层面来说，当前的新能源发电技术还面临着新挑战。想要保证新能源技术有效发展，需要政府加强帮助，结合当前新能源发电的实际应用情况，制定完善的执行标准，为其发展提供动力。同时，明确好各部门的职责，不断探究电力新能源的价值。

■2.2 科学规划

推动新能源的长足发展，当前最重要的就是对其发展做出合理规划。在落实方面，需要秉承绿色发展的基本原则，分析当前市场需求后，制定符合发展的新能源发展目标。基于新能源提出更有价值的利用目标，加强对新能源发电技术的应用。基于当前存在的问题，提出有效措施，推动发电技术进一步提升。

■2.3 增强应用可靠性

新能源发电技术应用期间，保障并网运行成为突出问题，随着新能源不断发展。电力系统供电得到了显著提升，但是借鉴于传统电力系统，导致运行系统环境过于复杂，需要合理对电路进行控制，合理规划电路结构，保障新能源发电技术应用的有效性[4]。

■2.4 着力解决供需矛盾

从新能源发电技术应用来说，最早分布于发达区域。应用技术需要与实际相结合，随着经济和科技的发展，需要着手解决电力分布不均衡的现象，对其它地区进行持续性的电力开展工作，满足新时期新能源的电力部署需求。

3 储能技术在新能源电力系统中的实际应用

■3.1 太阳能发电技术

从当前的角度对能源技术进行分析，太阳能是最常见的新能源。利用太阳能为电网提供电力，保障源源不断的电力，依托的是太阳本身较强的可再生性。与其他能源相比较，太阳拥有的能源是取之不竭的，并且具有稳定性。可以在设备转化基础上，将其转化为电能。例如，太阳能池板利用设备收集太阳能，对太阳能进行处理后，产生集热效应。但是与其他的新能源相比较，太阳能能提供的电能较低，难以为功率较大的电力设备提供电力。因此，只能应用于功率较小的设备或者系统中，保障新能源的有效应用。同时，研究人员需要基于太阳能的应用基础上，着手研发新技术，保障太阳能的能源能得到更广泛的应用，提升太阳能的利用率。

■3.2 地热能发电技术

地热能发电技术依靠地热能获得能源，而地热能来源于地球内部。地球自传期间，地心会产生热量，这种热量可以作为能源使用。尽管当前的科技难以直接应用地热能，但是可以通过其散发的热量加以应用[1]。借助热能进行转化，处理获得电能，将其应用于电力和供暖系统中。并且，该能源应用于发电系统中，操作流程简单，是当前较为实用的新型技术。为了保障地热能发电的有效应用，提升电力系统的环保性，技术人员需要保障自身的技术水平满足新能源发电应用的需求，更专注的研究发电技术。结合工作中存在的问题总结，积累经验，针对性的学习相关技术，提升自己的创新意识。

■3.3 风能电力系统

对于新能源电力系统角度来看，风能源是典型的代表能源，也是最普通的类型。风能在电力系统中应用时，有助于提升电力系统的稳定性。储能技术的介入，有效的将风能电力系统中产生的功率加以优化，保障风能转化的电能可以始终为电力系统提供稳定的运行保障。风能在实际应用中，采用了超导能的储能技术，通过使用该技术，可以有效的对电压存在的一些问题做出有效的处理，可以保障风能应用期间产生的短路、风速降低等现象得到有效的改善。

从资源的储备量来看，风能具有较高的资源储备量。与水资源比较，可以达到水资源的十倍以上。采用风力为电力系统发电，将风力转换为机械力，借助发电机将其转换成电能，供应给电力系统。从技术应用角度来看，风能发电技术的应用应为以下几方面。

①风机类型

依靠装机容量指标，对风机的类型进行划分，分为大中小等不同的类型，通常来说，风机容量越大，其结构的桨叶长度也更大。发电机运转的过程中，根据风机容量分为恒速、变速等多种形态的设备。

②设备的组成与功能

使用的风轮结构包含叶片，叶片形状与风能吸收成正比。当运行过程中，风机风速高于切出风速，可以利用叶尖实现制动；但是叶片若是处于运行状态下，会遭遇表面覆冰或者表面腐蚀等情况，需要定期对叶片进行保护，保障其运行的有效性[2]。

③风机控制技术

使用并网发电机，有效对发电机的变速情况做出控制。在新的并网技术中，为了有效控制电机风速，采用模糊控制技术控制叶片，对风轮气动特性做出预测。当风电场处于并网状态，将无功功率吸收，为了保障电网的运行效率。额外为风电场配置SVC或者其他的补偿装置，对电网的运行状态进行优化和调节。

图1 风能与太阳能发电的工作原理

■3.4 光伏发电技术

从地球释放的能量来看，太阳辐射是主要构成，通过照射地球，释放辐射的同时，为地球提供能量。太阳能每秒可以产生大量的能源，将其有效利用是相当可观的能量。太阳能辐射的能源，相当于500万t的标准煤，有效利用，对于社会来说可以有效提升环保效益。

①光电效应

当物质经过特定的电磁波照射后，内部的电子会在照射下被激发，形成电子。太阳能光伏发电系统，借助蓄电池与控制器等组成发电装置。

②电池组

当前来说，多种类型的电池都是应用太阳能制作，其中应用的比较广泛的是晶硅电池，该电池又分成单晶与多晶，从功能方面来看，硅基薄膜光伏电池在功能上有一定的不足；化合物薄膜会对生态环境造成污染，应用的次数也比较少；聚光光伏电池，需要额外配置散热器等装置，会造成成本过高的情况。

③光伏阵列

使用单轴式为光伏组件提供支撑，有效提升系统工作效率；固定组件可以进一步提升工作效率；双轴跟踪组件可以将效率提升至30%，为了保障光伏发电的效率，对于安装环节要做好严格的把控。

④逆变器

不同类型的逆变器，在功能上的差异非常明显。其中，在组串式的逆变器中，拥有的MPPT路数较多。配置组件成本较高，需要较多的维护点位，更适用于山地区域。

⑤光伏电站SVG的调压技术

运行中的光伏电站，会受到电压因素对运行造成影响。借助SVC可以对其进行调节，利用恒功率与恒电压等模式有效对其进行调控。通常处于电压调节的状态下，恒功率对日常运行状态进行控制。并根据动态变化，做出无功的调整。当系统中的电压高于定额电压时，此时的恒功率控制难以满足对电压的调整需求，需要采取恒电压模式加以控制。

⑥PID 效应

电位长期处于某种状态，光伏组件将会逐渐产生衰弱的现象。长期在高压下运行，受到电力因素的影响，会对组件的性能造成影响，降低至少50%的有效率。当面临温度、湿度都较高的时候，产生的PID效应会进一步提升。对此，要采取有效的措施对其进行处理。首先，应做好系统的处理，采用当前的新工艺，例如逆变器，将PID的效应削弱，减少该效应对光伏发电造成的影响；其次，对组件进行优化升级。对PID效应进行分析，可以知道产生该效应的原因，是高湿导致的。想要避免PID效应，可以增强组件的密封性。对原生产工艺进行优化，增强EVA的抵抗能力，降低PID效应造成的影响；最后，对电池做好控制，面对PID效应，切实发挥电池的作用，例如改变SiN减反层。

图2 光伏发电技术

■3.5 相变储能技术

新能源在电力系统中的应用，通常会应用变相材料。变相储能技术，是对材料吸热的同时，存储能量。在释放的时候，能量具有较高的密度。新能源中的变相储能分为热、冰等多种形式。冰蓄冷借助蓄冷介质，对能量进行调节，缓解高峰期电力供应的压力；熔融盐储热是对无机盐进行处理，转变其形态结合热循环实现发电，该方法具有高传热的特点；电储热技术借助金属和水，便于热量的释放与存储，提升能源传输效率[3]。

4 结论

综上所述，当前新能源在电力系统中的应用，依托设备与系统可以实现能源转化这一过程，为电力系统提供所需的电能，有效替代了传统电力，避免了不可再生资源的消耗。基于当前的新能源发电技术应用，保障我国各项能源资源进一步发展。在此基础上，还需要不断应用该技术在电力系统中，推动绿色环保改革的浪潮。结合当前的储能技术，对新能源发电进行持续性的研究，解决更多的社会用电需求。