淺析新能源儲(chǔ)能技術(shù)在發(fā)電中的應(yīng)用

孫銀魁

（中電投新疆能源化工集團(tuán)哈密有限公司，新疆哈密　839000）

淺析新能源儲(chǔ)能技術(shù)在發(fā)電中的應(yīng)用

孫銀魁

（中電投新疆能源化工集團(tuán)哈密有限公司，新疆哈密839000）

由于風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能等多種新能源發(fā)電受到氣候和天氣影響，發(fā)電功率難以保證平穩(wěn)，而我們知道電力系統(tǒng)要求是供需一致，電能消耗和發(fā)電量相等，一旦這平衡遭到破壞，輕則電能質(zhì)量惡化，造成頻率和電壓不穩(wěn)，重則引發(fā)停電事故，為了解決這一問(wèn)題，在風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電或者太陽(yáng)能熱發(fā)電等新能源發(fā)電設(shè)備中都配備有儲(chǔ)能裝置，在電力充沛時(shí)，多余電力可以儲(chǔ)存起來(lái)，在晚上、弱風(fēng)或者超大風(fēng)發(fā)電機(jī)組停運(yùn)或者停運(yùn)機(jī)組過(guò)多，發(fā)電量不足的時(shí)候釋放出來(lái)以滿足負(fù)荷需求。本文將就現(xiàn)今的儲(chǔ)電技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行簡(jiǎn)要的分析，以期對(duì)今后的發(fā)展有所幫助。

新能源儲(chǔ)電技術(shù)應(yīng)用

對(duì)于大多數(shù)的可再生能源如太陽(yáng)能、風(fēng)能、潮汐能等，其發(fā)電具有不均勻性和不可控性，輸出的電能會(huì)隨時(shí)發(fā)生變化。受到外界的光照、溫度、風(fēng)力等的影響時(shí)，微電源相應(yīng)輸出的能量就會(huì)發(fā)生變化，為了提高大電網(wǎng)運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性，需要在分布式發(fā)電設(shè)備中配置儲(chǔ)能裝置，由此就需要研究?jī)?chǔ)能技術(shù)在微電網(wǎng)中的應(yīng)用，來(lái)確保系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。那么，當(dāng)這些能源轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的電能后，應(yīng)該利用怎樣的儲(chǔ)能技術(shù)來(lái)進(jìn)行更好的儲(chǔ)存能量。新能源的利用越好對(duì)今后的的人類的發(fā)展越有利，可以使我們可是我們可持續(xù)健康的發(fā)展。

1　新能源儲(chǔ)電技術(shù)的簡(jiǎn)述

目前儲(chǔ)能主要分以下四大類型：第一，機(jī)械儲(chǔ)能；第二，電磁儲(chǔ)能；第三，化學(xué)儲(chǔ)能；第四，相變儲(chǔ)能。

電能儲(chǔ)存技術(shù)有著三大主要的類別，即物理儲(chǔ)能、化學(xué)儲(chǔ)能和電磁儲(chǔ)能三個(gè)技術(shù)類別。物理儲(chǔ)能技術(shù)中含有有抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能技術(shù)，也是一種間接儲(chǔ)存能量的辦法，但是其對(duì)于環(huán)境的要求較高，雖成本低廉，但也很難進(jìn)行廣泛應(yīng)用?；瘜W(xué)儲(chǔ)能包括超導(dǎo)儲(chǔ)能、超級(jí)電容儲(chǔ)能、高密度電容儲(chǔ)能，電化學(xué)儲(chǔ)能，以電池為主，有鉛酸、鎳氫、鋰離子、液留。化學(xué)儲(chǔ)能與電磁儲(chǔ)能因?yàn)椴贾孟鄬?duì)方便，所有具有較大應(yīng)用前景，目前比較多的是鉛酸，瀝青也有一部分，以前的電動(dòng)汽車?yán)镉玫谋容^多，現(xiàn)在電力系統(tǒng)中有推廣價(jià)值的是全釩液流，發(fā)展比較快的是鋰離子電池，主要是電動(dòng)汽車的拉動(dòng)作用［1］。

我國(guó)相比于儲(chǔ)熱技術(shù)，近年來(lái)更多的發(fā)展方向是風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能電池板的儲(chǔ)電技術(shù)。這是由于儲(chǔ)電技術(shù)對(duì)于市場(chǎng)的應(yīng)用具有較大的前景，新能源發(fā)展與電動(dòng)汽車行業(yè)都對(duì)儲(chǔ)電技術(shù)的要求較高。而對(duì)于風(fēng)力發(fā)電和太陽(yáng)能電池板的開(kāi)發(fā)利用來(lái)積累相應(yīng)的經(jīng)驗(yàn)。此外儲(chǔ)電項(xiàng)目的投資較光熱電站相比低廉很多，而且還可獲得項(xiàng)目方的批準(zhǔn)［2］。

2　儲(chǔ)能在新能源發(fā)電中的典型應(yīng)用模式

電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的組成，大概有四部分：儲(chǔ)能本體，常說(shuō)的單體電池，一般要加電池管理系統(tǒng)，可以大大提高電池成組以后的運(yùn)行壽命，通過(guò)控制裝置，把直流電變成交流電，最高層還有儲(chǔ)能監(jiān)控系統(tǒng)。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的集成，以長(zhǎng)壽命大容量電池單體為基礎(chǔ)，高效管理技術(shù)為依托的標(biāo)準(zhǔn)電池模塊，標(biāo)準(zhǔn)化可擴(kuò)展的儲(chǔ)能并網(wǎng)模塊設(shè)計(jì)，大規(guī)模儲(chǔ)能電站系統(tǒng)集成，滿足不同應(yīng)用場(chǎng)合的需求，經(jīng)過(guò)這幾年的發(fā)展，主要走模塊化和標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)路線，兼容性非常好。

電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的典型應(yīng)用，目前，在低壓400伏以下主要是按功率等級(jí)接入低壓400伏電網(wǎng)，按照2-4小時(shí)進(jìn)行配置。接入方式，通過(guò)并網(wǎng)開(kāi)關(guān)柜直接接入400V低壓電網(wǎng)，通過(guò)生涯變單元接入10kV或35kV電壓等級(jí)，功率等于在200kW-1MW，時(shí)間是2-4小時(shí)。

3　儲(chǔ)電技術(shù)在新能源發(fā)電中的應(yīng)用

儲(chǔ)電技術(shù)已經(jīng)成為電力系統(tǒng)中從發(fā)電到最后的廣大用戶的使用過(guò)程中非常重要的一部分，為維持電力需求儲(chǔ)能技術(shù)在新能源領(lǐng)域有以下方面的應(yīng)用：

（1）儲(chǔ)能在新能源發(fā)電中的作用，平滑波動(dòng)，跟蹤計(jì)劃，調(diào)峰填谷。

（2）儲(chǔ)能在新能源發(fā)電中的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)，主要是兩種方式：分布式和集中式。新能源發(fā)電應(yīng)用中儲(chǔ)能系統(tǒng)的選型分析，一般主要從以下幾方面考慮：一是技術(shù)需求；二是生命周期內(nèi)的效率和成本，采用凈現(xiàn)值計(jì)算方法，鈉硫電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在減少風(fēng)電預(yù)測(cè)與實(shí)際出力之差應(yīng)用場(chǎng)合的成本/效益分析。新能源發(fā)電應(yīng)用中儲(chǔ)能系統(tǒng)的容量配置優(yōu)化，用于平滑風(fēng)電場(chǎng)輸出功率波動(dòng)的儲(chǔ)能系統(tǒng)容量配置優(yōu)化算法。

（3）新能源發(fā)電--儲(chǔ)能聯(lián)合運(yùn)行控制技術(shù)，跟蹤計(jì)劃出力，儲(chǔ)能跟蹤計(jì)劃口頭策略是實(shí)時(shí)補(bǔ)償風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電實(shí)際功率與發(fā)電計(jì)劃建的差值，根據(jù)當(dāng)前的電池功率與電池剩余容量反饋值，確定儲(chǔ)能系統(tǒng)的最大工作能力，并向調(diào)度端上發(fā)當(dāng)前允許使用容量。系統(tǒng)調(diào)頻。

（4）微電網(wǎng)中應(yīng)用。第一，儲(chǔ)能在微電網(wǎng)中的作用，并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)候，系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行，儲(chǔ)能提供的作用主要是平滑風(fēng)電和光伏的波動(dòng)。孤島運(yùn)行系統(tǒng)儲(chǔ)能系統(tǒng)具備黑啟動(dòng)功能，為微電網(wǎng)提供電壓和頻率支撐，PCS是關(guān)鍵設(shè)備，提供低壓型控制方式?；旌夏Ｊ?，既可以并網(wǎng)運(yùn)行，也可以離網(wǎng)運(yùn)行。第二，混合儲(chǔ)能在微電網(wǎng)中的應(yīng)用技術(shù)，目前，儲(chǔ)能主要分功率型和能量型，功率型主要特點(diǎn)是循環(huán)壽命比較長(zhǎng)，可以大功率充放電，能量型的循環(huán)壽命相對(duì)來(lái)講比較小，主要是小功率放電，通過(guò)兩種不同方式的混合可以大大延長(zhǎng)儲(chǔ)能循環(huán)壽命，可以提高整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)效能。第三，含儲(chǔ)能的微電網(wǎng)運(yùn)行控制技術(shù)，對(duì)含有按儲(chǔ)能單元的微電網(wǎng)整體控制策略為主從控制策略。

4　結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)今人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的不斷增強(qiáng)，對(duì)于新能源的開(kāi)發(fā)利用也投入了更多的關(guān)注度，新能源的發(fā)展不但找到了解決常規(guī)能源危機(jī)的新方向，也對(duì)今后環(huán)境的改善有著極大的益處。對(duì)于新能源的開(kāi)發(fā)與利用過(guò)程所存在的問(wèn)題，經(jīng)過(guò)多方面的研究與探討，雖對(duì)于新能源開(kāi)發(fā)中遇到了諸多的困難，對(duì)于其中的電力儲(chǔ)能新技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用提出了新的困難，但今后通過(guò)技術(shù)的革新對(duì)現(xiàn)有發(fā)展的瓶頸也會(huì)有所突破。

［1］李建林，田立亭，來(lái)小康.能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的電力儲(chǔ)能技術(shù)展望［J］.電力系統(tǒng)自動(dòng)化，2015，12（23）：15-25.

［2］鄧維，劉方明，金海，等.云計(jì)算數(shù)據(jù)中心的新能源應(yīng)用：研究現(xiàn)狀與趨勢(shì)［J］.計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào)，2013，03（03）：582-598.

［3］李瑞，張蕊.保定市新能源企業(yè)自主創(chuàng)新能力研究［J］.產(chǎn)業(yè)與科技論壇，2013，08（17）：37-38.

［4］鄧齊政.儲(chǔ)電于民互補(bǔ)儲(chǔ)電于網(wǎng)——發(fā)展分布式儲(chǔ)能系統(tǒng)的意義［J］.儲(chǔ)能科學(xué)與技術(shù)，2012，02（02）：144-145.