磷酸铁锂电池储能系统平抑风电功率波动研究

磷酸铁锂电池储能系统平抑风电功率波动研究

戴迎根

大唐湖北能源开发有限公司  430070

摘要：伴随社会的快速发展，更多人认识到磷酸铁锂电池储能系统平抑风电功率波动的重要性。该系统具有延长储能装置使用寿命、节约成本等作用。工作人员在了解风力发电处理的随机性与间歇性后，便应该将磷酸铁锂电池储能系统应用于平抑风电功率波动中，以达到控制风电功率波动的效果。因此，磷酸铁锂电池储能系统在与风电功率波动建立关联性后，便能提高电网运行的安全性与稳定性。

关键词：磷酸铁锂电池；储能系统；风力发电

引言：因为间歇性、随机波动性是风的基本特点，风力发电系统所产生的输出功率波动则会具有曲折性。风电在电网中也具有重要作用。风电在出现波动后，电网电压与频率则会出现较大的波动，电网也无法处于平稳运行状态中。磷酸铁锂电池储能系统在被应用于风力发电后，风电功率波动便能被控制。在满足负荷电能需求的基础上，也能确保输出功率符合特定指标，电能质量得到显著增强。

1风力发电与储能技术概述

风机能将风力资源转化为电能。风资源在让风轮发生转动后，齿轮箱也会逐渐加速，让风力发电功率波动被有效控制。风速在发生变动后，风轮转速还会随机发生变动，风力发电机输出功率则会随之发生变化。风速条件在存在差异性时，为获得最大输出功率，则需要在第一时间调整转速，风力发电机能处于稳定运行状态中。①天气条件会对风能造成冲击。但是天气条件具有不确定性，风电场的输出功率也会随之发生波动。输出电能在充满不稳定性时，电网运行过程则会受到影响。储能装置此时发挥作用，可将一种能量转换成同一种或者另一种形式来对其进行存储。基于实际情况，还能运用多元化形式来释放能量。

②储能系统在风力发电中具有重要作用。当前多种储能技术被应用于风力发电中，绿色环保则是磷酸铁锂电池的基本特征。分布式能源发电也充满不可控制性，储能系统则会向电网进行放电，通过负载来达到稳定功率输出的效果。风能还是一种可再生能源，分布式发电系统则会加大投入使用风能的力度，以此来达到降低成本的效果[1]。③储能系统对分布式电源发挥控制作用，以让发电系统调度充满灵活性，运行成本也能得到降低。伴随大规模成组技术的突破，储能产业的发展速度也在日益加快。磷酸铁锂电池将有更广泛的应用前景，能被更广泛应用于风力发电中。

2磷酸铁锂电池储能系统的结构

磷酸铁锂电池对风力发电过程产生影响，工作人员应对电池系统结构开展深度研究。锂电池组通过耦合的方式，风电场交流母线则会随之发生变化。该结构具有如下特点：①未运用变换器。在减少操作流程的同时，系统损耗量也在逐渐降低。②电池组的两端电压与直流母线电压具有关联性。当一方发生变动时，另一方则会随之发生变动。工作人员则应正确看待二者间的关联性，以全面发挥电池系统结构的作用。③风电场功率、电网功率等会决定磷酸铁锂电池储能系统的功率。储能系统在掌握风力发电的整体情况后，电力系统会自动发出响应。因为高频量与中频量的功率波动速度在逐渐加快，会在短时间内影响电网运行情况。储能系统则会对该频段的波动功率发挥平抑作用。风电系统所产生的有功功率波形也会基于风速变化而发生波动。当风速在逐渐加快时，功率波动也会较为显著。

风电系统控制策略充满复杂性，发电机在传输有功功率后，逆变器则会对该功率开展输出。磷酸铁锂电池储能系统在向电网或负载进行放电后，以进一步控制风力发电现状[2]。现今储能系统则在风力发电中具有重要作用，可发挥平抑风力发电功率波动的作用。储能配比容量在发生变化后，风电功率波动情况也会发生变动。直流电在与逆变器建立关联性后，直流电也会变成交流电。监控系统则会对该过程开展控制，电网则能获得稳定功率，处于安全运行状态中。因此，磷酸铁锂电池储能系统在发挥传统电厂功能的基础上，发电并网困难现状便能获得解决。

3磷酸铁锂电池储能系统平抑风电功率波动分析

3.1储能系统平抑风电功率波动的特点

因为分布式发电系统规模存在差异性，发电侧与用电侧在出现波动后，系统稳定性则会受到影响。为让用户享受到优质的侧需求，便应运用磷酸铁锂电池储能系统来开展短时供电。即使处于负荷高峰时期，用户也能获得充足的电量。相较于燃气、燃油等设备而言，储能系统的价格相对低廉。即使处于负荷高峰期，储能装置也能释放最佳功率。大电网在出现故障后，储能系统也会迅速切断与大电网间的关联性，让自身处于独立运行的状态中。并网运行模式在被转换到孤岛运行模式时，系统也可能会产生功率缺失的现象。储能系统便具有缓冲能量的作用，可为分布式发电系统输送能量，让系统处于平稳运行趋势中。

①磷酸铁锂电池在处于充放电阶段时，端电压将呈现较小的波动趋势。通过电池直接耦合在储能系统直流母线上的拓扑结构方式，便能实现减少系统损耗的目标。风电功率变化中的高频量与低频量在被视为控制目标后，便能与储能变流器功率解耦控制建立关联性，以此来提升储能系统控制策略的科学性。②磷酸铁锂电池具有平抑风电功率波动的作用。风电系统在获取最大化的风能后，所获得的风能也能被高效利用。为使超级电容器在特定荷电状态下工作，蓄电池也会不间断切换充放电动作，超级电容器的功率输出才能获得保障。然而该现象会缩短电池的使用寿命。蓄电池修正环节则能减少充放电转换次数，确保储能装置能被长期使用。电网在处于稳定运行状态中后，风电大规模并网也将得到高效推进。

3.2储能系统平抑风电功率波动的原理

风能是一种可再生能源，但是当风速发生变化时，风电功率将具有随机性与不稳定性的特征。风电并网也会对电网产生相应的负面影响，电网的安全稳定则无法获得保障。通过风机，风电场会让风能转换为电能，以此来掌握风电的实际输出功率。风速在发生随机波动后，输出功率也会发生变动。人员此时应该控制储能系统的输出功率，以此来获得平抑目标功率。为减少系统对储能设备容量的要求，也应该确定波动系数，确保平抑目标功率能符合功率波动指标。因为风电功率和平抑目标功率间具有偏差性，储能系统的充放电指令则会受到影响[3]。如果平抑目标功率与风电功率较为接近，储能系统补偿的功率便会变小。安装的储能装置容量也会降低，系统成本更会逐渐减少。风电并入电网过程也会受到冲击，导致电网的安全性不能被保障。

如果风电功率的波动达到电网承受范围的上限，电力系统则会被破坏。①当前储能设备的成本较高，高效配置与使用磷酸铁锂电池储能系统具有重要作用。通过动态波动系数的风电功率平抑控制策略，在符合风电并网功率波动要求的基础上，电池的充放电电量则会减少。②磷酸铁锂电池储能系统会优化蓄电池工作状态，并借助修正系统来增加自身的使用寿命。磷酸铁锂电池储能系统在风电功率波动率相近的基础上，所需配置的储能容量会日益减少。储能装置的使用寿命也被延长，节约成本的目标更能被实现。

结束语：总而言之，磷酸铁锂电池储能系统在风力发电中具有重要作用。在让风电系统捕获最大风能的同时，还能实现风能利用最大化的目标。因此，工作人员在了解风力发电处理的随机性与间歇性后，便应该将磷酸铁锂电池储能系统应用于平抑风电功率波动中，以达到控制风电功率波动的效果。最终，电网将处于稳定运行状态中，还能为风电大规模并网创造条件。

参考文献：

[1]段志鹏,韩冰.磷酸铁锂电池储能系统在调峰电厂中的应用[J].科技创新与应用,2021,11(28):60-62.

[2]刘伯峥,曹六阳,曾涛,等.束缚力对磷酸铁锂电池安全性影响[J].储能科学与技术,2022,11(08):81-83.

[3]任先文,力军,龚胜刚,等.大功率锂离子电池储能电源系统的研制与应用[J].储能科学与技术，2021，12（13）:16-18.