浅谈新能源发电侧储能技术的应用现状

浅谈新能源发电侧储能技术的应用现状

王帅

中能建投绥化清洁能源有限公司肇东分公司 黑龙江 151100

摘要：现阶段，人类使用的大部分能源是以不同形式储存的太阳能。煤炭、石油和天然气等化石能源是数十亿年积累的太阳能的产物，而水电和风能等可再生能源是以年为单位积累的太阳能的产物。自然界的能源供应通常是不均衡的，这是由地理位置、季节性气候等自然条件决定的。对能源的需求也不均衡，往往与能源供应不匹配。因此，迫切需要一种能源供需之间的装置来实现能量在空间和时间上的转移，即储能。

    关键词：新能源发电；储能技术；应用现状

    1引言

    目前，无论是人们生活还是社会生产均对电力能源产生了较大的依赖，电力能源的供应质量直接影响人们生活质量和社会生产的效益，但电力生产过程中的资源消耗量较大。在此种背景下，提出了清洁能源的应用策略，国家方面为了倡导应用清洁能源，推出了多种政策鼓励清洁能源的研发和应用，并设置了专项基金助力清洁能源的发展，促使我国的发电侧结构由原本的“源、网、荷”结构转变为“源、网、荷、储”结构，这主要是由于采用清洁能源进行发电时会受到风能和太阳能的波动影响，致使引发供电稳定性问题。储能环节的增设可以有效改善清洁能源的不稳定因素，提高供电稳定性。

2储能技术的实施意义

储能技术是新能源电力系统中的关键组成部分，它的实施对于电力系统具有深远的意义。

首先，储能技术能够有效应对新能源（如风能、太阳能）的发电特性，这些新能源的发电特性通常表现为强烈的随机性、不稳定性和间歇性。通过储能技术，可以储存当电力供应充足（例如风力强或日照充足时）产生的电能，然后在电力供应短缺时释放这些储存的电能，从而降低对传统发电方式的依赖，提高电网的稳定性。

其次，储能技术可以提高电能的利用效率。传统的电力系统中，电能的供需往往存在较大的不平衡，而储能技术可以将电能在时间和空间上重新分配，以满足电力系统的需要，这极大地提高了电能的利用效率。

再者，储能技术可以促进电力市场的公平竞争。通过市场机制，储能技术可以提供频率调整、备用容量和电力质量等服务，帮助电力市场形成价格，并鼓励更多的新能源接入电网。

最后，储能技术有助于环境保护和可持续发展。储能技术能够有效地整合可再生能源，减少对化石能源的依赖，从而降低温室气体排放，对抗气候变化。

3. 新能源电力系统储能发展现状

新能源电力系统的储能技术在近年来取得了显著的进展。在现有的技术中，蓄电池储能、超级电容器储能、飞轮储能、压缩空气储能和泵蓄水能等都已在商业环境中得到应用。

例如，锂离子蓄电池因其高的能量密度和长的寿命而广泛用于储能系统。飞轮储能系统则因其快速响应和高的充放电效率，被用于频率调节和电网稳定。泵蓄水能是目前最大规模的储能技术，主要用于储存大量的电力，然后在高峰负荷时释放。

此外，还有许多新型的储能技术正在研发和试验阶段，例如液态空气储能和热储能等。这些新技术有可能提供更高效、更便宜或者更环保的储能方案，对未来的新能源电力系统具有重要意义。

总的来说，新能源电力系统储能技术的发展迅速，不仅提供了更多的选择，也为电力系统的稳定、可靠和高效运行提供了保障。

4.新能源发电侧储能技术的应用

4.1运用于保障电网的稳定性及安全性

新能源发电侧储能技术的一个重要应用领域是保障电网的稳定性和安全性。由于新能源（如太阳能和风能）的输出具有很大的不确定性和间歇性，因此，它们可能会对电力系统的稳定性和安全性产生影响。储能技术在这方面的作用主要表现在以下几个方面。

首先，储能系统可以快速响应电网的负荷变化。当电网出现短时大幅度负荷波动时，储能系统可以通过快速释放或吸收电能，平衡电网负荷，从而保持电网的稳定运行。例如，飞轮储能系统可以在毫秒级的时间内响应电网负荷的变化，提供必要的电力支持。

其次，储能系统可以提供必要的备用容量。在新能源发电系统中，由于新能源的发电量受天气等因素影响，时常会出现发电量不足的情况。储能系统可以在这些时候提供备用容量，确保电力系统的供电安全。

此外，储能系统还可以参与电网的频率调节。电网的稳定运行需要保持频率的稳定，而新能源的接入可能会对电网频率产生影响。储能系统可以通过调整其充放电状态，对电网频率进行调节，保持电网的稳定运行。

综上所述，新能源发电侧储能技术在保障电网稳定性和安全性方面发挥着重要的作用，对于实现新能源的大规模接入和电力系统的高效运行具有重要的意义。

4.2在电源调频和调压层面的应用

储能技术在新能源电力系统中起着关键作用，特别是在电源调频和调压方面。电力系统需要维持稳定的频率和电压，而这在新能源电力系统中尤其复杂，因为新能源（如风能、太阳能）的产出具有很大的不稳定性和间歇性。下面我们详细讨论储能技术在电源调频和调压方面的应用。

4.2.1 电源调频

电力系统的稳定运行需要频率保持在一个特定的范围内。当电网负荷发生变化时，频率也会相应改变。储能系统可以通过对电能的储存和释放，平衡电力供需，维持电网频率的稳定。例如，飞轮储能系统和锂离子蓄电池储能系统都可以在毫秒级别对频率变化进行响应，从而维持电网频率的稳定。

4.2.2 电源调压

电网电压也需要维持在一个稳定的范围内。由于新能源发电量的不稳定性，电网电压可能会发生波动。储能系统可以通过调节储能设备的充电和放电状态，帮助维持电网电压的稳定。例如，储能设备可以在电网电压偏高时储存电能（即充电），在电网电压偏低时释放电能（即放电），从而帮助维持电网电压的稳定。

综上所述，储能技术在新能源电力系统的电源调频和调压方面发挥着关键的作用。它们通过对储能设备的充放电进行控制，有效地维持电网的稳定运行，满足电力系统的运行需求。

4.3运用于处理输变电和跨区域供需矛盾

新能源电力系统的普及和发展，尤其是可再生能源如太阳能和风能的广泛应用，带来了电力输送和跨区域供需平衡的挑战。这是因为新能源的产出往往受到地理位置和天气条件的影响，而且具有明显的时空分布特性。在这种情况下，储能技术的应用具有重要的意义。

4.3.1 输变电环节的应用

在输变电环节，储能技术可以作为一个“缓冲器”来平衡电力供需。例如，当新能源发电量大于负荷需求时，储能设备可以储存多余的电能。当新能源发电量不足以满足负荷需求时，储能设备可以释放之前储存的电能。这样，储能技术可以有效地缓解新能源发电的间歇性和不稳定性带来的问题，提高电力系统的稳定性和可靠性。

4.3.2 跨区域供需平衡的应用

对于跨区域供需平衡问题，储能技术同样具有重要的作用。因为新能源的产出和负荷需求之间可能存在显著的地理和时间差异。例如，风能和太阳能发电通常在农村或偏远地区产生，而电力需求主要集中在城市或工业区。储能技术可以在电力供应地区将多余的电能储存起来，然后在需求地区或需求时间将电能释放出来，从而有效地解决跨区域供需矛盾。

总之，储能技术在处理输变电和跨区域供需矛盾方面发挥着重要的作用，有助于实现电力系统的高效运行和新能源的大规模应用。

5.结语

储能技术对于新能源电力系统的发展具有重要的推动作用。随着科技的进步，新的储能技术和设备将不断出现，对电力系统的稳定、安全和经济性产生更大的影响。我们应当积极研发和推广储能技术，为构建可持续的电力系统做出贡献。

参考文献
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