新能源电力系统中的储能技术研究综述杨杰

新能源电力系统中的储能技术研究综述杨杰

杨杰

（南京紫泉电力设计咨询有限公司江苏南京210000）

摘要：能源紧缺问题是我国经济发展中面临的主要问题之一，而新能源的开发和运用，在现阶段已经成为了国际认可的能源紧缺问题解决途径。电力领域是目前新能源运用的主要领域，为保证能源运行的稳定性，电力企业也积极开发运用各种储能技术，以提升新能源利用率，改善电能质量，实现系能源电力企业的健康发展。本文主要分析了储能技术在新能源电力系统中应用面临的难题，以及风能和光伏并网中储能技术的合理运用。

关键词：新能源；电力系统；储能技术

1储能技术的概述

人们所说的储能，通常指的是电能的存储，是一种通过利用化学或者物理方法将产生的能量存储起来，并在需要时释放的一种技术。储能技术主要应用于电力系统、清洁能源汽车、轨道交通等领域。近两年，随着有关储能产业政策的频频出台、国内外资本的不断涌入，以及企业在储能技术领域的持续探索，储能产业正迎着朝阳蓄势待发。现阶段电力发展系统的发展已经完全不同于传统的在化石能源的基础上发展起来的电力系统，而是出现更多的新型技术的发电措施，例如风能、太阳能、地热能等等形式的发电，这些发电技术都属于新能源发电技术。但是这些技术的应用还不够成熟，不仅有着一定的局限性，并且难于完全由人类控制，间断性和不稳定性较强，对于电网的安全运行也存在一定的威胁。由此，大规模的储能技术就显示出相当的现实意义，它可以帮助削减甚至消除新能源发电技术的波动、随机性，提高新能源的利用率，促使电力系统的稳定安全发展，增强其与其他能源的竞争力。储能技术无论是在电力系统的发电、输电还是在配电的各个阶段都能够发挥出不可替代的作用，这不仅可以使得高峰时期供电的负荷有所下降，并且可以提电力系统中电网设备的利用率和整个系统的工作效率，如此就可以大大地降低电网故障出现的几率，还能够一定程度地提升电能质量，更加合理地满足用电需求促进能源利用的形式转变。

2新能源电力系统中储能技术应用面临的难题

在“十三五”规划中，储能技术被编入《国家应对气候变化规划》中，在重点发展的低碳技术方面，太阳能、风能发电及大规模可再生能源储能和并网技术也被列入其中。新能源本身具有一定的波动性和随机性，在应用过程中，极易造成电力系统运行不稳定的情况。尤其是一些电网相对薄弱的地区，新能源的这些特征会大大影响电压和频率的稳定性。同时，新能源电力系统中的一些电子器件也会产生谐波等问题，降低电能质量。由此可见，风能和太阳能源在运用的过程中，其不确定性是储能技术应用需要面对并解决的主要问题，相关人员必须不断加强对储能技术的开发运用，对其能量储存及转换功能进行优化，改善电源出力特征，以提升电能质量，实现新能源的有效运用。

3新能源电力系统中的储能技术的合理运用

3.1风能电力系统中储能技术的合理运用

系统瞬时功率平衡水平对于新能源电力系统的稳定运行具有重要作用，储能技术的运用，能够充分满足有功功率及无功功率需求，从而实现对系统这一水平的优化，以保证其稳定运行。例如风能电力系统中的电压稳定性问题，可以采用超导储能技术。这一技术的运用能够针对系统中的风速扰动及联络线短路问题进行解决。据仿真表明，运用超导储能技术后，出现网络故障后，依然能够实现风电场的稳定，在风速扰动的情况下，也可以实现风电场平滑输出。该技术主要运用在并网型风力发电系统中，通过对SMES模型等的构建，以及对最优反馈矩阵的计算，能够发现，在储能技术运用下，输出电压的稳定性得到了巨大的改善。再例如风能电力系统中的频率稳定性问题，也可以通过储能技术进行解决。这一问题的解决，主要集中在平滑风电输出功率方面。据仿真证明，飞轮储能系统在这一部分运用中能够发挥巨大的作用，可以通过其充放电操作，实现这一问题的有效解决。同时，SMES装置的运用，也能够按照系统负荷变动对处理进行适当的调整，以维护风能电力系统中频率的稳定性，改善系统旋转备用不足情况。风电出力缺乏可控性是影响风能电力系统稳定的根本原因，储能技术的运用，具有平滑风电出力的功能，能够提升风能的可调度性。在平抑风电出力波动中，可以运用串并联型超级电容器储能系统的电路拓扑，具仿真表明，串并联补偿能够有效平滑风电出力，抑制电压暂降，对风能的不确定性进行改善，从而增强风电场的稳定性。同时，也可以在基于全功率变频器的永磁同步风电机组的直流母线上并联飞轮储能装置。通过这一技术的运用，实现模糊控制，能够达到稳定风电机组输出功率的目的。

3.2光伏并网中储能技术的合理运用

在光伏并网中，主要存在的问题也是系统瞬时功率的平衡水平问题，通过储能技术的运用，能够对这一问题进行有效解决。在储能技术的实际运用中，可以通过无源式并联储能方案的应用，在光伏系统负载功率等脉动形势下，平滑蓄电池充放电电流。这一方法主要适用于独立光伏系统。同时，在这一系统中，也可以运用混合储能系统，对系统瞬时功率进行平衡。在具体操作中，需要将功率密度较高的超级电容、能量密度较大的磷酸铁锂电池进行组合，并对控制结构及方式进行合理设置，以便其效用得以充分发挥。据仿真证明，这种混合储能系统的运用，在维护系统运行稳定性中，能够起到十分明显的作用。超级电容器蓄电池混合储能在新能源电力系统中具有巨大的开发潜力，是未来储能技术研究的重要趋势。但是就目前情况来讲，针对这一方面的研究和运用还相对较少，因而还需要相关人员加强对这一方面研究的重视，促进整体储能技术的快速发展。

4结语

我国作为能源消耗大国，通过发展储能产业来节约能源消耗刻不容缓。在当前能源匮乏的情况下以及绿色环保、节约能源行动的倡导下，新能源的运用将会成为我国各领域发展的必然趋势，也是我国电力事业发展的必然选择。

参考文献：

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