储能技术在新能源电力系统的应用研究

储能技术在新能源电力系统的应用研究

韦鉴伦

广西电网有限责任公司百色供电局 广西百色533000

摘要：在当今，可持续发展这一理念已经得到了我国的大力倡导，在此条件下，能源和环境方面的问题也开始备受社会所关注。基于此，各种的清洁可再生新能源开始得到了良好应用与发展。尤其是在电力行业中，新能源技术的发展更是有着关键性的优势。为了实现对风能、太阳能等新能源的高效应用，储能技术成为电力企业的重点研究技术内容，相关企业希望通过高效的储能转化技术为电力系统的可靠运行提供支持，推动新能源在电力系统中的可靠应用。

关键词：储能技术；新能源；电力系统；应用

引言

随着当今社会经济的不断发展，人们生产生活中对于能源的需求也越来越高，而能源危机以及环境污染等的这些问题也开始越来越受到人们的重视。为有效解决此类问题，电力行业只有将新能源电力系统储能技术加以合理应用，才可以有效解决我国大规模能源匮乏问题，实现电力系统的安全稳定运行，让电力系统中的电力质量实现进一步提升，在满足社会实际电力需求的基础上提升能源节约和环境保护效果，并为电力行业的发展创造更多的经济效益。

1储能应用于新型电力系统的关键技术特征

根据能量转换性质，面向电力系统的储能技术可以分为狭义储能和广义储能，其中狭义储能是指将电能转化为其他形式的能量进行长期存储，必要时再将能量转化为电能使用的储能方式；广义储能是指仅将电能转化为其他形式的能量存储，之后不转化为电能而利用的储能方式。可见，狭义储能设备可以在不同时间尺度上实现电能的输入和输出调控，可有效改善系统的运行特性、满足新型电力系统的功率和能量平衡需求。因此，下面讨论的储能技术均为狭义储能。从已有的储能技术来看，电力系统中的狭义储能按存储能量的方式可以主要分为：机械储能、电化学储能、化学储能和电磁储能。从新型电力系统多时间尺度功率-能量平衡需求角度来看，重点关注的技术特征/参数包括：（1）功率和容量：储能设备的额定输入/输出功率和额定容量范围，代表储能的应用规模；（2）响应时间：储能设备从响应充放电指令开始到充放电功率首次达到额定功率的时间；（3）全容量放电持续时间：储能设备在充满电的情况下，以额定功率放电的持续时间；（4）能量循环效率：储能设备输出的能量相对于前一次充电过程中输入能量的比值，即放电量与充电量之比。

2储能技术种类分析

2.1超导磁体与飞轮储能

一般来说，超导磁体是将超导体应用于线圈之中，并将线圈作为介质，同时借助直流电流构建磁场实现风能储存。超导磁体可以随取随用，完成构建、撤销磁场储存风能后就完成整个流程，不需要其他的能量转换环节，具有较强的动态势能，能够稳定提升供应效率。除此之外，超导磁体风能储存技术实际使用超导磁体的时间较为短暂，且储存容量较小，多应用于补偿电力功率、调节发电频率等相关工作，实现电力系统持久稳定供电。飞轮储能的应用原理是圆盘在电能的推动下产生驱动式旋转，电动机电能凭借圆盘在旋转过程中产生的动能完成能量转化，动能经过处理后被储存在质量块中，飞轮在外界需要能量时驱动发电机运作释放电能，达到发电的目的。飞轮储能具有实际储存时间短、储存容量小等劣势，最长储存时间仅有几个小时。但是，飞轮醋能拥有较好的动态性能，可以让整个设备在短时间内迅速向外界释放能量，因此，将该技术广泛应用于电力系统的频率调节工作中可以节省实际工作时间、提高工作效率。

2.2超级电容与蓄电池

超级电容建设基于电化学双层应用理论，可以向外界的复杂体传输强大脉冲功率，在确保超级电容在充电阶段拥有稳定的表面。电解质溶液内存在大量的异性离子使超级电容正式投入使用后被大量电荷吸引，离子附着在两侧的电极表面，推动双电荷层稳定发展。超级电容的整体结构并不复杂，且不会将有毒物质作为生产工具使用，也不会在后续的生产活动中产生威胁人体健康的有毒物质。虽然超级电容的充电时间较短，但是能为供电提供大量的电流，具有超强的稳定性，完全可以避免在多次充电、放电过程中降低电力供给量。在充电阶段，超期电容需要高电压。但是单个电容为低频电压，因此，超级电容在实际应用中多负责保障电网正常使用，包括调整短时大功率调整、保证负载获得平稳的电力供应。由此可见，如果电网的电压不稳定，可以使用超级电容调整、维持供电系统的稳定性。从化学角度出发，常见的蓄电池有铅酸电池、锂离子电池和经常应用于大型工业生产的钠硫电池。蓄电池利用电池的正负极借助氧化还原完成放电工作，是由控制设备使用的控制器、为控制行为提供动力的电池等诸多设备构成的电力系统。

3新能源电力系统储能技术的具体应用分析

3.1在风能电力系统的应用

在新能源形式的电力系统中，最具代表性的一种能源便是风能，目前，风能已经在新能源电力系统中得到了比较普遍的应用。通过储能技术的合理应用，可有效提升新能源电力系统中的风能应用效果，以此来全面提升系统的工作效率及其稳定性。借助于储能技术，可以对风能形式的电力系统运行提供良好的有功功率以及无功功率优化改进，让系统运行始终保持稳定。在当今，一种叫作超导储能的技术已经在风能形式的电力系统中得以科学应用，借助于该技术，可以让风能电力系统中的电压不稳定问题得以有效解决，并进一步改善风速扰动以及联络线改善对系统运行的不利影响，实现系统供电效果的良好保障。在该技术应用前，应按照风能形式电力系统实际应用需求来进行仿真模型的科学设计，通过大量应用仿真结果显示，即使是风能形式的电力系统出现故障，超导储能技术仍然能够使其稳定性得到良好保障，即使是在风速扰动情况下，电力系统内的风场也将会持续保持稳定的输出状态。通过这样的方式，便可有效改善风能形式下的电力系统输出状态。就风能形式的电力系统而言，具体应用中的频率稳定性问题也需要解决。基于此，可通过新能源储能技术来对其进行处理。在具体的充电和放电过程中，应按照风能形式电力系统中负荷的实际动态变化情况来适当调节整个电力系统的负荷，让系统频率始终维持在稳定状态。

3.2在光伏并网系统的应用

在当今的新能源电力系统中，光伏并网属于一种全新的应用模式。但是在这一电力系统并网模式的具体应用中，瞬时功率不够稳定是一项有待解决的问题。通过大量的实践和研究发现，借助于新能源储能技术，刚好可以让光伏并网系统中功率不稳定的问题得以有效解决。借助于无源并联形式的储能方法，让新能源储能技术在负载功率位置发挥出充分作用，以此来实现系统脉冲的科学限制，让电池在正常的充电和放电过程中始终保持平滑稳定的电流。具体应用中，新能源储能技术通常仅仅在一些独立形式的光伏并网系统中应用，也可以同时对不同储能系统加以共同混合应用，这样便可让光伏并网系统内的瞬时功率保持在稳定、平衡状态。

结束语

多样化储能技术可在不同时间尺度上调控功率-能量，有望改善系统稳定性和运行特性。通过实时感知系统运行态势，协调工频/非工频、数毫秒至数日级功率-能量控制，实现储能的多目标稳定控制和优化调度功能，进而全方位支撑新型电力系统的安全高效、清洁低碳运行。

参考文献

[1]靳一奇.储能参与含新能源发电系统调峰配置方式综述[J].电子技术与软件工程,2021(2):220-222.

[2]林志艺.电气节能技术与电力新能源的发展应用[J].电子元器件与信息技术,2018(09):86-88.

[3]周本希.浅析新时期电力新能源与生态环境的关系[J].城市建筑,2016(14):349-349.