新能源电力系统中的储能技术探讨

新能源电力系统中的储能技术探讨

李冬波

舟山鼠浪湖码头有限公司 浙江 舟山 316200

摘要：随着可持续发展概念的出现，我国的环境和能源问题正日益成为社会关注的问题。大多数行业使用清洁能源和新能源开发来提高自身的开发效率并确保可用性。对于电力系统，风能和太阳能是清洁能源，不仅没有浪费，而且还传递了能量。但是，风能和太阳能有些不稳定，不能促进电力系统安全可靠的运行。因此，在全球变暖的背景下，通过科学有效的分析以及对新能源系统的改变来加强我国的储能技术。

关键词：新能源开发；清洁能源；储能技术；有效分析

引言

通过对一系列相关储能技术的分析和研究，可以在实际运行过程中充分了解我国电力系统的状况。新能源的使用可以科学有效地解决大规模能源短缺的问题，通过增强系统本身的稳定性，可以保证系统的通用性，在波动过程中可以进一步提高供电质量，可以科学地处理遇到的问题。通过结合以上对各种储能技术性能的讨论，可以对各种储能技术进行配置和协调，以达到更大的储能效果。

一、新能源及储能概述

（一）储能概述

电能可以转化为化学能、机械能、电磁能等多种形式，以达到存储目的。根据各种转换方法进行分类，可以分为括机械储能、电化学储能、电磁储能以及相变储能等。蓄水储能、压缩空气储能以及飞轮储能属于机械储能；铅酸电池、钠硫电池、液流电池、锂离子电池、镍镉电池、镍氢电池以及其它二次电池储能属于电化学储能；超级电容、超导储能等属于电磁储能；蓄冰属于相变储能。目前只有抽水蓄能技术相对成熟，应用最广，蓄冰储能也得到一定范围推广应用（转换效率和响应能力低），其它储能方式还处于示范阶段甚至初期研究阶段。

大规模储能技术包括大规模储能装置技术和储能应用技术两个层面。目前，储能装置技术水平与巨大需求之间存在较大差距，其技术发展趋势是大容量、高效率、长寿命、低成本、高可靠以及智能化。其中，电化学储能装置水平进步较快，而电池储能也具备上述储能发展趋势的所有潜质，具有巨大的发展潜力和广泛的应用前景，得到了各国重点支持。时至今日，在电化学储能中，又以锂离子电池、钠硫电池（钠盐电池）、液流电池等三大电池表现突出，成为储能技术最具关注的热点。而储能应用技术的发展与储能装置的进步及应用需求的迫切性相关，目前除蓄水储能外，其它储能装置在短期内无法满足诸如大规模调峰填谷、电网安全能量储备等应用需求，因此，大规模储能应用重点主要针对接纳集中式及分散式可再生电源、提高用户侧互动能力、个性化需求以及供电可靠性和电能质量等方面着手，以提高电网的兼容性和互动性。

（二）新能源发电状况

与其他新兴产业一样，基于现代我国社会的发展，我国的新能源发电产业与世界上一些先进国家之间也存在很大差距。由于新能源技术的局限性，初期的投资阶段也带来了社会效应，回报率很低，我国的新能源产业在这种氛围下正在缓慢发展，因为新能源产业的发展步伐相对较慢。近年来，随着低碳经济的提倡和各国的扶持政策相继出台，我国的新能源相关产业得到了快速稳定的发展。根据互联网上发布的信息，截至2019年底，风力发电厂容量为2.1亿千瓦，太阳能发电厂的装机容量为2.4亿千瓦，分别同比增长14.0和17.3。我国的新兴能源产业正在逐步取代传统的电能，其优势正在慢慢显现。

二、应用前景分析

由于电网可以随时调整太阳能和风能发电厂的输出容量，因此某些太阳能和风能项目的“轻废品”和“弃风”比例非常高，导致投资收益较低，结果给发电厂造成了严重的经济损失。因为当前正在朝着多能量互补发电的方向发展一些项目，所以多能量发电的协调和间隔应该将能量存储和排放视为调度协调，提高效率，并应用能量存储系统。在现阶段，由于我国的新能源电力力储能率还不是很高，大部分技术将被垄断给一些外国公司，从而降低了锂电池的成本，进一步提高了新能源电力储能的商业潜力。多能源互补能源项目应用前景广阔。

3. 现阶段储能技术在新能源电力系统中的应用分析
   　　（一）新能源电力储能分析
   　　在新能源电力储能方面可以看出，与其他相关储能设备相比，具有相对较好的流动性，在一定程度上具有相对较快的响应速度，相对较高的容量和周期以及较高的效率。因此，可以在大多数设备中得到更好的应用。通过对新能源电力储能关键领域的研究以及锂电池和铅碳电池的合理使用，新能源电力储能设备的应用将继续得到改善。

4. （二）在太阳能系统中的应用

太阳能系统大致分为两个方面：一个是光热系统，另一个是光伏系统。这两个系统都可以有效地将太阳辐射转换为电能。光热技术可以利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸汽，再驱动汽轮机发电，光-热-动-电的转换方式使得光热发电效率低而成本高。光伏发电则利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能。太阳能发电的积极发展以及与其他相关反应的反应能力可以提高发电中的效率。无论时间和空间如何，都可以在一定程度上调节太阳能以达到彼此平衡并提高长期和短期应用能力。但是，这种方法不能满足用户的所有需求，但可以使用间接电源来满足用户的实际需求。

3. 新能源电力储能技术在风力发电系统中的应用

风力发电系统是新能源发电系统中最难控制的系统之一，风能在发电过程中是不可控的，波动性和随机性使得系统非常不稳定，解决风力发电系统可变性的有效方法是通过应用储能技术解决这一问题。储能在电力系统中是一种具有不同时间尺度灵活响应特性的电源，储能应用可以使得原本风力发电系统的刚性连接变得柔性起来。传统的储能技术无法满足系统的应用需求，只有性能更稳定的超导储能技术才能解决因联络线和风速干扰而引起的电力系统短路问题。根据电力部的研究，超导储能技术能够以极其稳定的性能检测故障位置，并在电力系统出现故障时有效地解决该问题，从而使风电场始终处于稳定状态。风的强度直接决定电场的平衡，为了确保电流平稳，可以采用超导储能技术，使系统平稳运行。

（四）将新能源电力储能系统应用于不同的电源位置

不同的储能系统应与其他电源一起使用，例如工频调制和调压系统，并应根据实际情况进行科学选择。由于电源系统不同，因此必须科学地选择电源，必须科学有效地调整电源，并积极控制长、短期电池。同时，为了实现应急供电，必须有效地将电池和转换器结合起 来，以优化质量和利润，同时也要充分优化经济效益。其目的是促进实现目标间歇性电源。

四、最佳配置和控制当前储能系统的有效策略

（一）系统配置分析

在此阶段，对各种储能系统的有效分析可以促进大型高功率和高密度系统的相应电网连接。在整个过程中，必须科学有效地控制高密度存储设备，广泛用于微电网。同时，为了有效地改善电能质量，调节风电场的功率，调节太阳能发电厂的功率，并有效地使用超级电容器装置。已经实现了的超级电容器特性原理和越来越多的相关结构使得超级电容设备成为现实，该系统是将超级电容器管理和网络控制完全集成在一起以提高整体效率的控制过程。此外，在回路设计支持的背景下，结合太阳能系统的强大支持，可以科学地控制电能质量，并可以分析混合储能系统的稳定性来确定和分析电能。多年来，电磁储能系统已得到进一步优化。

（二）优化储能人力配置

通过采用具有动态调节功能和快速响应功能的储能技术，能够提高新能源电力系统的运行稳定性。可以有效满足电力系统无功和有功功率需求的储能技术，并有效的增加电力系统的瞬时功率。为了增加内部能力，必须充分考虑经济和技术问题，改善当今的储能需求以满足需求。有效开发新能源，分析运行中的特性曲线，进一步探索电力系统设计，评估曲线和相关负载特性，在一定程度上优化新能源发电系统并确保供电科学而完美。

（三）新能源电力的储能系统控制策略

对于储能系统配置完成后，可以科学有效地分析补偿效果，从而可以科学地控制储能系统，这一点变得越来越重要。基于对储能系统大功率的综合控制，有必要持续应用强放电等相关特性。同时，基于电网的稳定性控制，有必要对储能装置进行控制，以加强对储能系统的所有内部自控制，并在一定程度上可以生产储能装置。通过有功或无功电流命令改善存储空间，提高稳定性并结合管理的许多方面，可以全面提高电网本身的自我控制能力，结合使用输入和输出的全面应用程序可以主动处理联合控制问题。

结语

综上所述，在使用新能源的过程中，加强储能技术的研究和应用，以确保新能源电力系统运行的稳定性，促进我国电力的发展，以及工业使可持续发展。

参考文献
　　[1]邵勇.新能源发电技术在电力系统中的应用效果浅谈[J].城市建设理论研究（电子版），2018（07）：4.
　　[2]田蓬勃.新能源发电技术在电力系统中的应用效果研[J].2018：214-215.