电力储能技术在新能源电力系统中的应用探析

电力储能技术在新能源电力系统中的应用探析

刘焕东1左明娜2

（1.身份证号码：22012219860825xxxx；2.身份证号码：22012219830307xxxx）

摘要：在新能源电力系统中应用储能技术，能够实现对电能的有效存储，并有效调节能量供需关系，保证电池存储时间的合理性。由于储能存在多种类型，将该技术运用于电力系统建设中时，需要与实际相结合，合理选择储能技术，确保电力系统高效稳定运行。本文在简要介绍储能技术的基础上，分析了储能技术在电力系统中的具体应用，阐述了储能技术在新能源电力系统中的应用问题与发展前景。

关键词：电力储能技术；新能源电力系统；光伏电力系统；风能电力系统

前言

现阶段，我国的电力资源较为匮乏，为了解决这一问题，加强对新能源发电技术进行研究具有必要性。新能源技术在实际的使用过程中，经常会出现并网能力下降及无法并网等情况，受新能源技术发射的电能与电网参数不匹配有直接关系。储能系统能够有效解决新能源并网问题，对促进新能源的推广和普及发挥了重要作用，在一定程度上提升了新能源的并网能力。

1、储能技术概述

电能存储的实现需要通过电池能、机械能及化学能等一系列的转化来实现。电能分类需要严格按照不同的转化方式来进行，储能类型包括电池储能、相变储能、机械储能及电化学储能等。其中，电池储能形式包括高能密度、超导及超级电容等。相变储能的发生与物质发生变化有直接关系，当物质出现相变厚，会吸收掉大量的热能量，实现了对冬季的储冷，夏季的储凉。机械储能的方式包括抽水、压缩空气及飞轮等形式。电化学储能包括钠硫、铅酸、锂离子、液流及镍铬等形式[1]。

2、储能技术在电力系统中的应用

2.1在光伏电力系统中的应用

要想保证电力系统的稳定运行，需要保证系统瞬时功率的平衡性及稳定性。通过对新能源电力系统的实际运行情况进行了解可知，储能技术的应用满足了电力系统的有功功率及无功功率需求，应保证瞬时功率的平衡性。在光伏并网中经常会出现系统瞬时功率平衡问题，无源式并联储能方案的应用建立在储能技术的基础上，该种方案需要在光伏并网负载功能等脉动形式下应用。通常在独立光伏系统中可见无源式并联储能方案，也可见混合储能系统，这两种储能方案在实际的应用过程中，有效的解决了新能源电力系统中存在的瞬时功能平衡问题。超级电容及磷酸铁锂电池并联是最常见的混合储能系统组成方式之一，锂电池的电能密度比超级电容器高很多，但是锂电池的输出功率密度远小于超级电容器，而且寿命也比超级电容器短很多，将两者结合到一起来使用，能够实现缺点的相互弥补，提高储能系统的性能，有助于确保系统运行的稳定性[2]。

2.2在风能电力系统中的应用

在风力系统中应用储能技术，有效的解决了电力系统中存在的电压稳定问题。通过对该种技术进行分析可知，电力系统运行中使用的是超导储能技术，在实际的应用过程中，有效的解决了风速扰动及联络线短路问题。由于风力在风电系统中应用会受扰动影响，为了确保风能电力系统输出的平滑性，应加大对超导储能技术的应用。通常情况下，在并网型的风电系统中广泛使用超导储能技术，为了提升使用效果，应构建完善的SMES（超导磁储能系统）模型，并计算反馈矩阵。相关的计算结果表明，超导储能技术在并网型风电系统中应用，有助于确保风电系统输出电压的稳定性。另外，针对出现的风电系统频率稳定问题，应合理应用储能技术来加以解决，需要将风电输出功率平滑性问题作为重点解决问题。将SMES装置应用到系统中，实现了对系统负荷变动情况的有效调整，保证了系统运行的稳定性，有效解决了系统旋转备用存在的不足问题[3]。

2.3在电力系统中应用的意义

通过对储能技术进行分析可知，在未来的发展过程中，会被应用于电网稳定性、电能质量改善及新能源普及上，储能技术主要包括以下几方面内容：第一，储能技术被广泛应用于新能源并网中，能够有效解决多元复合系统在协调及控制方面的问题，有效解决了系统干扰及参数变动问题，实现了对时变性、非线性及不确定性储能模糊逻辑的有效控制。第二，在高功率及高能量密度中被广泛应用，实现了对新能源并网问题的有效解决，促进了系统的优化配置，强化了协调运行控制效果。第三，被广泛应用于能源转换中，能有效解决电力能源的高效存储及稳定转换等一系列问题。

3、储能技术面临的问题与建议

3.1所面临的问题

从储能行业与储能技术整体发展现状看，目前主要面临的问题如下：第一，技术发展前景尚不明朗。目前在储能技术应用中，抽水储能现已实现大规模运用，但是在其他储能技术运用方式上，目前尚处于试验推广阶段，同时国内尚未针对储能技术的发展，制定出完善的发展路线，发展至今难以实现技术上的重大突破。第二，技术投入成本过高。现阶段储能技术还处于初级发展阶段，由于置于当前国内的电价机制与电力行业市场环境下，难以满足商业化应用发展需求。要想促进储能技术的推广性运用，需要在不断提升技术可靠性的基础上，实现成本的有效控制与压缩，并结合电力市场实际需求，实现对储能技术运用方式的不断创新。第三，市场机制尚不完善。目前，发达国家如日本、美国等，都针对储能技术的发展，制定出了完善的发展规划，并从政策上给予了资金扶持与激励补贴，市场发展机制较为健全，为促进储能技术在电力新能源系统中得到推广性运用提供了保障。但是，当前在中国市场中，储能技术的发展陷入到了“瓶颈”发展时期，缺乏专门性的扶持政策，致使储能技术发展步伐受阻。

3.2建议采取的措施

面对如上问题，建议采取的措施如下：首先，加大政策扶持力度。从技术发展角度出发，要想实现储能技术的产业化发展，并更好的应用于新能源电力系统的运行中，需要以科学合理电价政策制定为基础，实现对电力价格的合理分区，进而才能为储能技术发展注入动力之源；其次，为促进储能技术得到推广性运用，需要从技术上寻找突破口，并从新能源场站入手，加大对储能技术的有效运用，以最大程度降低弃风以及弃光等现象的发生；最后，从资金角度出发，储能技术的发展需要以充足的资金作为基础。因此，这就需要结合实际，设置专项扶持资金，加大资金扶持力度，为储能技术的研发与推广提供保障。

4、储能技术应用前景

虽然储能技术在实际的应用过程呈现出了一系列问题，在国内该技术的发展前景尚不明朗。但是不可忽略的事实是，在践行可持续发展战略的过程中，对环境的重视及需求日益提高，在传统能源不断走向枯竭的同时，必将推动新能源的快速发展。例如，上海漕河泾松江南地区建立的微电网，就是上海地区低碳友好发展的典范，在多点中接入冷热电三联供和可再生能源，构建了多元储能技术为一体的局域智能能源互联网综合体，将太阳能光伏发电板覆盖在绿化屋面上，为用户提供日常的用电量。在微网系统中纳入冷热电三联供机组，以实现对光伏电源的补充。并同时提供冷、热水等电能以外的辅助产品。系统主要以清洁能源为主，包括电化学储能、屋顶光伏系统、冰蓄冷、三联供系统、热泵系统等。在产业园区中致力打造出一个智能化的能源管理中心，通过实施分层建设，打造出面向未来的能源互联网系统框架。因此，在未来的发展中，新能源势必要逐步取代传统能源，而在发展新能源的过程中，实现能源的有效存储随之成为了行业关注的焦点。这也意味着电力行业在未来的发展中，对于储能技术的应用需求必将不断拓展。

结论

在新能源发电系统中应用储能技术，高效的解决了入网问题，促进了储能系统能力的大大提升，实现了对新能源发电技术的高效利用及有效推广，改变了传统的并网模式，优化了储能技术的发展，完成了对电网系统与新能源发电系统的有效连接。

参考文献：

[1]张永东,金晶.储能技术在电力系统中的应用现状与前景[J].信息系统工程,2018(01):102.

[2]沙舰.储能技术在电力系统中的应用探讨[J].低碳世界,2017(29):74-75.

[3]吕品.储能技术在现代电力系统中的应用研究[J].南方农机,2017,48(23):82-83.

[4]张中宽,孙慧丽.浅谈储能技术在电力系统中的应用[J].科技传播,2016,8(18):209-210.

[5]张丽霞.大规模储能技术在电力系统中的应用前景解析[J].江西建材,2016(15):204+210.