储能技术在新能源电力系统中的应用

储能技术在新能源电力系统中的应用

龚一波,左龙、

四川电力设计咨询有限责任公司 四川 成都610000

摘要：随着社会的发展，因社会经济所带来的生态破坏问题也更加严重，在认识到社会生态对经济发展乃至人类进步的重要性之后，全球加大了生态环境保护力度，同时我国也提出了绿色经济理念，这使得新能源在传统能源中脱颖而出，新能源的发展日益重要，且发展速度不断加快。在新能源快速发展的同时，对新能源的相关问题研究变得日益重要，综合现有能源分布方式，对新能源进行并网以及储能技术研究，能够有效提高新能源利用率，促进新能源发展。

关键词：储能技术；新能源电力系统；应用

引言

然而大规模的可再生能源发电输出接入电网时存在波动性、间歇性，亟需储能系统作为电能的载体进行调节，储存的电能用于削峰填谷、应急能源等，减轻电力需求供给不匹配导致的负面影响，增加电力调配的弹性、改善电力质量、提升电压稳定性，提高电网运行的安全性、经济型和灵活性。因此，储能技术已成为实现可再生能源规模应用和构建以新能源为主体的新型电力系统、实现“双碳”目标的核心关键技术。随着国内外大规模储能项目陆续启动，储能技术迎来了爆发式增长，迅速呈现出“百家争鸣”的态势。

1新能源类型

当下的新能源主要包括风力发电、太阳能光伏发电、微型燃气轮机、生物质能发电等。其中风力发电，是通过在风力资源较为丰富的地区建设风力发电网，让风吹动叶片，当叶片转动的时候驱动齿轮箱转动，齿轮箱通过发电机轴承带动发电机运行，从而出口端的三相电并入到大电网中，将风力转化成电能，风力发电技术的应用是较成熟的发电技术，已经在全球大规模使用，输出能力与风场风速，风力发电网建设位置密切相关。在新能源电力系统中占据重要地位。太阳能发电是将太阳能光伏板吸收太阳光所产生的电进行发电的一种形式，将光照的光能通过光伏板进行汇集，光伏板通过串并联的形式使得电压等级达到一定的幅值，进而电能存储到电池中，而后通过不同负载进行释放，逆变器转化成交流电及直流电，光伏发电具有无燃料、无污染，不受地区电网调度等限制。目前我国正在大力推动光伏发电，在农村地区实施自发自用的政策，在满足贫困地区用电需求的同时，也可促使贫困地区增收。微型燃气轮机发电是指发电功率不高于300KW的热力发电机，以天然气、甲烷为原材料，在燃料充分燃烧后，通过热力拖动涡轮带动发电机发电。目前热电联产业在北方大范围使用微型燃气轮机用于发电，减少环境污染，是电能需求侧管理的重要内容。生物质能发电是指对生物系统进行光合作用，将废料及垃圾进行转化成一种储能，从而减少了生产生活中的垃圾，具有减少环境污染等多项优势，广泛利用在农业及相关领域。

2储能技术在新能源电力系统中的实践运用

2.1风能电力系统

在风能电力系统储能期间，操作人员可将电磁储能技术应用于该储能过程中，这能够及时掌握风能电力资源的储存状态，有利于持续性控制该类储能信息。具体来看，风能电力系统在运用储能装置时，应重点关注电压的变化范围，适当规范运行的稳定程度，高效控制系统内部功率，加速无用功与有用功的有效融合。在实际运行期间，要合理设计系统调峰电能配置，优化区域电网的整体运行情况，提升当地电网整体使用效果。在配置电源期间，要利用对储能电源的持续性设计来优化与用户的互动频率，精准调节供电系统。为实现上述目标，可将超导磁储能方式运用于风能电力系统中，对风能进行有效储存，这要求操作人员需明确该储能方式的内部构成。超导磁储能主要包含永磁电机、飞轮、高温超导磁类悬浮轴承、真空罩、转子与电动机等装置。操作人员将风能投放到电动机内，借助转子、真空罩与悬浮轴承的合理运用，对风能进行针对性处理，再通过飞轮、永磁电机与电动机转化为电能，并存储在对应的装置内，增强风能电力系统的应用效果。进行风能电力系统的内部能量转化期间，要科学规范应用电磁储能技术，找出更多影响储能效果的要素，使该项操作变得更具科学性。

2.2相变储能用于风电并网

实现大规模风电并网一直是风电发展的主要困难点，近年来，对于相变储能技术提高电网稳定性及能源利用效率的研究不断增多。研究者们发现利用相变储能技术管理风力发电是一个很好的概念，但目前大容量相变储能技术的应用成本过高，仍需加快技术调整，降低设备初期投资费用。致力于证明热和冷存储是避免电网拥堵和弃风的非常可行的方案。发明了一种大型风力发电机储热储能方法及专用设备，利用不稳定的风电对共晶盐等储热材料进行加热储存。提出先将风力发电转化为热能，再通过热机按需发电，发现相变储能系统是一种储热密度大、放电温度恒定且经济有效的解决方案。提出将盈余的并网风电用于空间制冷，发现峰值期风电不再被浪费，系统的负荷平衡性和能量整合性得到优化。由于风电的固有问题与特性，相变储能技术的发展在解决大规模风电并网问题中具有巨大发展前景，其通过储存多余的能量并用于高峰时间或根据需求进行调控，这使得该技术比建造新风机、新电厂更有价值。相变储能技术不仅能有效调控风电，提高机组利用效率和电力稳定性;而且能极大改善电能质量，解决电网扰动，确保系统高效性。双碳目标的确立让新能源和储能技术受到高度重视，相变储能技术的发展脚步也必须抢抓机遇，加强灵活性、降低成本以及扩大市场等。

2.3机械发电系统

在机械发电系统中，要合理转化机械能与电能，具体而言，将机械能转化成动能，再由动能转化成电能，在此过程中，要想提高能量循环质量，提升电能转化效率，可在机械发电系统中科学运用物理储能技术中的压缩空气储能方式，该方式能够实现储能的有效转化，提升能量储存的科学性。而要想合理运用压缩空气储能，需要熟练掌握相关设备器械的用途，如电动机、压缩机、涡轮机与发电机等。压缩空气储能的操作步骤主要包括储存与释放，首先，操作人员要利用电动机将电能中的空气进行压缩，并借助压缩机将该空气存储到相关装置内。其次，在将压缩后的空气转化成电能时，要科学利用涡轮机将压缩机中的空气进行旋转，适当释放出一定量的废气，将价值含量更高的气体转化成电能，转换器械为发电机，这一装置的应用能够有效增强压缩空气储能的运用效果，提高气体利用效率。需要注意的是，控制机械发电系统的运行状态时，要精准检查发电系统内部的电能转化形式，将空气与电能的转变过程进行科学结合，加强该发电系统内部储能装置的使用效果。

结语

随着科技的发展，新能源技术的进步，加强新能源技术研发，推动新能源发展的同时，如何有效利用新能源也成为关键问题，新能源并网及储能技术是提高新能源利用效率的关键所在，为保障新能源利用效率，真正将新能源融入到社会经济发展的各方面，需要加强新能源并网机储能技术研发，对促进电力事业发展提供助力。

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