浅议储能技术在风力发电系统中的运用王未申

浅议储能技术在风力发电系统中的运用王未申

王未申

（辽宁大唐国际新能源有限公司辽宁沈阳110166）

摘要：我国能源建设中，比较注重风力发电系统的应用，风力发电系统，采用风能完成发电机的旋转驱动，此类发电方式不会产生环境污染，而且具有一定的经济优势。风能存在不稳定性的特征，为了确保风能发电系统中负荷的连续、稳定，要根据风力发电系统的实际情况，配置储能技术，实现风力发电系统并网的可靠性，实现互补的运行状态。

关键词：储能技术；风力发电系统；运用要点

引言

处在现代化社会中，应用最为广泛的能源就是电能，伴随着各项技术飞速发展，重新调整了电能生产领域的流程化项目。作为国民经济增长的支柱性产业，电力企业要想达到人们对电能逐年增长的需求量，必须要对电能生产结构进行进一步的优化。传统的电网运行系统具有很大的不足，使点电能供应质量大大下降，电能的供应也相对滞后，发挥储能技术的优势，能够使电力生产的灵活程度得到显著提高，对社会经济的发展具有非常大的积极影响。

1各种储能方式的研究及应用现状

1.1抽水蓄能

抽水蓄能电站作为一种新型水电站目前已取得了一定的应用成果，其优点是同时兼具发电和储能作用，因此可在含分布式电源的系统中扮演调节电源的角色，其缺点是对地理环境要求较高，不仅要求水资源丰富，地势落差也必不可少。就风力发电、光伏发电与作为调节电源的抽水蓄能电站之间的容量配比问题进行了研究，从多能互补开发的角度克服高成本、高运行维护需求等单系统运行的缺点。

1.2飞轮储能

飞轮储能系统是一种以动能方式存储能量的机械电池，将电能转化成飞轮的旋转动能存储，当外部负载需要能量时，再用飞轮带动发电机旋转供电。其特点是占地面积小，储能量不高，功率大，寿命长，充放电时间短。由于飞轮储能系统可以实现电能输入、储存和输出的全过程，目前已广泛应用于系统调峰、风光发电、电动汽车、不间断供电等领域。与化学电池相比，飞轮储能具有储能密度高、无过充电和过放电问题、容易测量放电深度、充电时间较短及对温度不敏感等突出优点。飞轮储能一经提出，便被认为是近期最有竞争力的储能技术，引起了能源界与工程界的广泛关注。在直驱永磁风电机组的双ＰＷＭ变流器的直流侧采用飞轮储能系统，以实现风电机组输出有功功率的平滑控制。目前，我国已有飞轮蓄能发电系统的应用实例。

1.3液流电池

在种类繁多的液流电池中，全钒电池成为技术发展的主流。液流电池的储能容量可以根据电解液容量和密度进行灵活配置，且与其它化学电池相比，具有能量效率高、充放电程度深、功率与储能量可分离设计、使用寿命长、超深度放电不引起电池的不可逆损伤、建设周期短、系统运行和维护费用低、环保性好等优点。

1.4超导电磁储能

超导电磁储能（ＳＭＥＳ）是利用超导线圈及整流、逆变装置，将电能以电磁能形式储存，或将电磁能转换为电能馈送给电网。ＳＭＥＳ具有能量转换效率高、响应速度快、可实现四象限功率调节、维护方便、无污染等优点，故可广泛应用于改善供电质量、提高电力系统传输容量和稳定性超导储能系统在风电场功率波动控制领域的应用，期望通过这种间接控制降低风电场并网对电能质量的影响。

2储能技术在风力发电系统中的运用要点

2.1负荷调节

风力发电系统的运行中，储能技术应用在负荷调节方面。当发电系统处于负荷低谷期时，储能技术适当的充电，系统在负荷高峰期时，主动放电，有效调节了负荷，以免风力发电系统有不恰当的操作情况，表明储能技术在负荷调节中的实践应用。

2.2负荷跟踪

储能技术为风力发电系统提供了负荷跟踪的方法，风力发电系统中，在电力电子接口位置，接入了畜电池储能系统、飞轮储能系统、超导电磁储能系统等，运用储能技术，可以跟踪接口处的负荷变化，而且是在快速的状态下，跟踪负荷，把控风力发电系统的应用。

2.3稳定系统

储能系统在风力发电系统中，无功功率、有功功率的变化非常快，并且较为明显，储能技术可以在频率振荡、功率中，发挥阻尼的作用，维护风力发电系统的稳定，所以风力发电系统逐步将储能技术，应用到风力发电的系统稳定中。

2.4功率控制

功率控制是指储能技术主动校正风力发电系统的功率，还要控制功率因数。例如：在中小型风力发电系统内，储能技术与电力电子的接口位置，可以快速的提供有功功率、无功功率，目的是确保风力发电系统的稳定及功率效率。

2.5黑启动能力

黑启动能力是储能技术在风力发电系统中的一类功能，在系统孤岛运行的过程中，储能系统可以提供系统启动的电能资源，确保风力发电系统启动的有效性。

2.6延缓容量

风力发电系统有容量上的需求，储能技术可以在一定程度上，延缓系统对容量的需求，包括发电容量、输电容量。例如：储能技术延缓了风力发电系统的容量，可以削平负荷峰值，降低风力发电系统的容量需求，减轻调峰机组的运行压力，风力发电系统在延缓容量时，在恰当的位置，设置储能系统，促使储能技术能够在风力发电系统的低谷期实行充电，以此来简要负荷容量，增加系统输电的容量。

2.7提高利用率

储能技术在用电的高峰期，提高了风力发电系统的利用率，逐步增加发电系统的整体能量。例如：中小型风力发电系统，储能技术用于调节系统的不稳定，控制负荷的峰谷比，存储多出的电能，重新应用到负荷高峰时期，避免存储与转换期间发生电能损失，现代风力发电系统中，在提高利用率方面，可以选择碳纳米管超级电容器储能系统结构，优化风力发电系统的应用。

3风力发电系统中储能技术的应用前景

各种储能技术的成本是其在风力发电系统中应用最主要的问题，能量转换的效率以及储能技术的成本是今后储能技术在风力发电系统中应用时所需要研究的重点。随着风力发电系统的不断发展，各种储能技术也在逐步完善，在风力发电系统中的应用前景将会越来越广阔。储能技术的成熟程度、成本、应用条件等因素决定了储能技术是否适合应用于风力发电系统当中，而风力发电系统能够储能的前提是具备对电能质量的管理能力，能够使风电场输出电压平稳的储能技术有超导储能技术、钠硫电池储能技术、液流储能技术、超级电容储能技术以及飞轮储能技术，当外部电网出现故障时，这些储能技术能够及时的提供稳定电压保障电网正常运行，大规模的风力发电系统中常利用具有一定调峰功能的钠硫储能电池、铅酸电池储能、液流电池储能技术。

目前，国外的一些先进国家已经开始研究将多种储能技术混合使用的经济型储能系统应用于风力发电系统中，比如利用超导电容储能、蓄电池储能、飞轮储能等系统组成混合式储能系统，不仅可以实现电能质量的管理，还能兼顾系统经济型的原则，是风力发电系统中最为经济可行的储能技术方案。

4结束语

综上所述，能源公司作为电力能源开发的重要机构之一，为保证给人们创造更多的电力能源，需重视风力发电系统的研发，应不断的引用先进的储能技术来对开发的电能进行存储，并将其应用到适宜的场合，为人们提供可靠的电力能源。当然，结合以上的分析我们也发现，由于储能技术的多样化，因此，风力发电系统在应用储能技术的过程中，应结合自身的实际情况选用合理的储能技术，以实现能源公司的长远发展。

参考文献：

[1]李国杰,阮思烨.应用于并网风电场的有源型电压源直流输电系统控制策略[J].电网技术,2013(01).

[2]刘昌金,胡长生,李霄,陈敏,徐德鸿.基于超导储能系统的风电场功率控制系统设计[J].电力系统自动化,2013(16).

[3]杨根生.液流电池储能技术的应用与发展[J].湖南电力,2014(03).