储能技术在新能源发电技术中的应用研究

储能技术在新能源发电技术中的应用研究

杨政

（四川农业大学水利水电学院）

摘要：随着我国经济的快速发展，居民的生产和生活水平在不断提升，对资源的需求也在逐渐增大。电力资源作为促进社会发展的重要资源之一，研究储能技术在新能源发电技术中的应用能够更好促进我国电力技术的快速发展，从而满足社会发展对电力资源的需求。储能技术在新能源发电技术中的应用主要是提高电力资源的使用效率，以更好的满足居民对电力资源的使用要求。由于我国的储能技术研发时间较短，相比国外还有较大的差距，面对当前储能技术在新的发电技术中的应用存在的问题，还需充分分析和探索，寻找储能技术在新能源发电中的应用策略，以更好的满足社会经济的发展需求。

关键词：储能技术 新能源发电技术 应用研究

由于我国人口众多，社会发展对能源需求较大，传统的化石能源已无法满足当下我国社会的发展需求，加强新能源发电技术的应用能够有效缓解我国资源紧张的问题。新能源主要有太阳能、潮汐能、风能和水能等，其输出的电能受到光照、温度、水流速度和风力的影响，而对其无法进行有效的控制，导致对电网运行的安全性和稳定性具有巨大的不利影响。储能技术在新能源发电技术中的应用能够有效解决这一不利影响，有效提升电力系统和电网的安全性和稳定性，使电力资源得到更高效的使用，从而更好的服务于居民的生产和生活。

一、储能技术在新能源发电技术中的作用

随着我国现代化发展的持续推进，电力资源在居民的生产和生活中的作用也越来越明显，加强储能技术在新能源发电技术中的应用研究是我国现代化发展的必然要求。储能技术在新能源发电技术中的应用能够极大的提高电力资源的使用效率，从而更好地满足居民的生产和生活需求，促进我国经济不可持续发展。储能技术在新能源发电技术中的作用主要分为以下几个方面。

其一，由于新能源电力整体具有不稳定性和不安全性，直接进行使用将存在巨大的安全隐患，对电力资源的使用效率较低。而储能技术具有较高的动态调节能力和快速响应能力，将储能技术应用在新能源发电技术中，能够有效缓解新能源发电技术中存在的问题，有效满足电力系统中对于无功功率和有功功率的需求，对电力系统中的瞬时功率有效改善，使其更加平稳，从而实现电力系统的安全运行和稳定输出。

其二，储能技术具有较高的快速响应应能力，由于风力发电具有极大的不稳定性，将储能技术应用到风电机组中能够对风电机组起到有效的保护作用，使其整体低电压穿越能力得到有效提升，保障风力电机的稳定运行。

其三，储能技术能够有效提升新能源电力系统的经济性，提升新能源电力资源的使用效率。由于新能源电力系统中应用大量的压缩空气和抽水储能的储能技术，可以将风电能量在时间上进行有效的转移，实现对电力系统的有效优化和使用，使新能源电力的经济性得到有效提升，从而有效提高电力企业的经济效益。[1]

二、储能技术发展和成本的现状分析

（一）储能技术的发展分析

随着科学技术的快速发展，各种先进的电子设备和互联网平台出现在我们身边，使我们的生活和工作发生了翻天覆地的变化，也为新能源发电技术的发展创造了契机。科技的快速发展使储能技术也在快速提升，针对不同新能源的储能方法也越来越多。不同的储能方法具有技术成熟度、存储能量和效率、稳定性和安全性等方面的差别，针对不同的新能源发电技术采用相适应的储能方法能够使电力资源得到更高效的使用。目前最常用的储能方式有压缩空气储能、超级电容器储能和蓄电池储能等，其中蓄电池储能最多，新能源发电系统通过大量发电并存储到蓄电池中，当电压瞬间降低或者停电时，蓄电池能够快速响应，将存储的电能进行释放，使整个电网系统运行更加稳定，以更好的服务于人们的生产和生活。

（二）储能技术成本分析

有效降低储能技术的生产成本能够使储能技术得到快速的普及和应用，提升新能源电力的使用效率。就目前的储能技术来看，抽水储能和压缩空气储能的经济价值较大，在实际使用过程中的总体成本较低，在未来的发展中也会被逐渐推广使用。蓄电池储能技术虽然有良好的响应速度，然而其生产成本较高，随着我国经济发展对电力需求的使用量越来越大，蓄电池储能技术将逐渐被替代。

三、储能技术在新能源发电技术中应用特点

（一）超导磁能

在储能技术中的超导储能系统不仅无噪声污染，同时响应速度高达95%，其建设过程中也不受建造场地的限制，使用便捷。然而，超导储能系统的生产成本较高，在运行过程中还需要压缩机和泵不断的运行，来有效维持液化冷却剂的低温循环，确保系统的稳定运行，其整体系统复杂，维护成本较高。超导储能系统的优点也较为明显，它不仅具有快速的响应能力，调节电力系统中的峰值，同时还可以储存应急的备用电力。在新能源电力系统中通过超导磁能的应用，能够有效控制电压的瞬时波动，保证电网系统的稳定运行，通过不间断的供电，有效的满足居民的生产和生活需求。[2]

（二）超级电容器

超级电容器是通过极化电解质来进行储能，通过超级电容器反复充放电实现对电能的储存和使用。超级电容器虽然是一种电化学元件，但在其实际使用过程中并不发生化学反应，通过电解质中正极板和负极板的化学反应实现充放电，因此可以进行反复使用，其整体的循环频率可以达到数十万次。超级电容器的使用前景广阔，通过在新能源汽车上的运用能够是汽车的续航里程得到有效改善，许多公司对其重视度较高，投入研究成本较大。

（三）飞轮储能

随着我国储能技术的快速发展，飞轮储能的出现完全不同于其他的储能技术，它通过动能的形式将能量存储在高速旋转的飞轮质量中，为有效提高飞轮储能系统的稳定性，还需增加相应的监测系统，以确保系统的整体稳定运行。由于飞轮储能的功率密度较低，无法快速释放储存能量，但其整体储能效率高、建设周期短、寿命长。由于飞轮储能具有高储能量，能量密度较高，能量存储便捷，能够实现无限次数的充放电，因此，在风力发电系统中的应用具有较高的经济价值，在太阳能、潮汐能、地热能的应用具有较好的前景。

（四）蓄电池储能

（1）MH-Ni电池

MH-Ni电池能量密度较大，占用体积小，是一种碱性电池。在充电和放电过程中，其正极镍氢氧化物和负极贮氢合金材通过反应实现电能的储存和释放。然而受制于其成本限制，在其使用过程中具有一定的局限性，就未来发展状况来看，在电动汽车领域中应用的空间较大。

（2）铅酸蓄电池

铅酸蓄电池在蓄电池储存中应用最广泛，在社会的各个领域普及度较高。铅酸蓄电池的生产原材料丰富，整体生产成本较低，技术成熟，销售渠道和应用市场广阔，能够实现大规模的生产。然而，铅酸蓄电池也具有一定的局限性，其体积较大，质量重，使用寿命较短，就新能源发电技术的可持续发展来看，不具有长效性。

（3）其他蓄电池

由于铅酸蓄电池的整体使用成本较低，生产效率较高，在当前各领域的应用普及较广。鉴于铅酸蓄电池存在的问题，为更好的促进新能源发电技术的持续发展，部分公司在开展试探性的研究，寻找能够替代铅酸电池的其他新型蓄电池，目前正处于测试阶段的有镍蝠强碱性电池和钠硫电池等。

四、储能技术在新能源发电技术中的应用分析

（一）储能技术在风力发电系统中的应用

风力发电系统在运行过程中受到风力的限制，其整体发电功率具有不稳定性，将储能技术应用到风力发电系统中，能够有效改善风力发电的不稳定性，比如超导储能技术能够有效改善风力发电系统中风速扰动和联络线短路问题。在现实应用过程中发现在风力发电系统中，通过储能技术的应用，当风力发电系统出现网络故障以及风速扰动问题时，整体电力系统仍然可以稳定运行，实现电力资源的平稳输出，时风力发电系统的电压得到进一步的稳定和加强。由于风力发电系统的可控性较差，在风力发电系统中通过超级电容器储能系统的应用可以实现对风力发电系统中的电压暂降问题进行有效改善，不仅有效改善风能的不稳定性，还能保障电力资源的稳定输出。[3]

（二）储能技术在光伏并网中的应用

光伏并网系统在运行过程中的瞬时功率不平衡，从而对其系统的整体运行造成极不稳定的因素。将储能技术运用到光伏并网中，能够实现对系统瞬时功率的平衡水平进行有效的控制，通过无源式并联储能方案的应用，将超级电容和磷酸铁锂电池进行有效组合，对其控制结构和方式进行合理的设置，实现对系统瞬时功率进行有效的平衡，从而确保电力资源的稳定输出，以更好的服务于人们的生产和生活。

结束语：

综上所述，储能技术在新能源发电技术中的应用是我国现代化经济发展的必然要求，也符合我国提出的可持续发展战略和节能减排策略。积极探索储能技术在新能源发电技术中的应用，能够有效的改善当前新能源发电技术中存在的问题，提高新能源发电的使用效率，以更好的服务于居民的生产和生活。储能技术的应用突破了传统电能激发机用的特点，实现对电能的储存，解决了传统发电过程中诸多的问题。为有效实现我国经济的可持续发展，新能源发电技术的应用逐渐普及，通过储能技术的应用，使新能源电力技术的发展找到了新的机遇和方向，加强储能技术在新能源发电技术中的应用，促进技术的持续革新，不断的提高新能源发电的使用效率，促进我国经济的可持续发展。

参考文献：

[1]保正泽.储能技术在新能源发电中的应用[J].南方农机,2019,50(13):255.   

[2]蔡兴桐.储能技术在新能源发电中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2019,(11):2.   

[3]陈超.光伏并网发电技术在新能源示范城市中的研究与应用[D].北京建筑大学,2014.