新能源并網(wǎng)及儲能技術(shù)分析

張冬 王峰

摘? 要：隨著科學(xué)技術(shù)的進步以及社會經(jīng)濟的發(fā)展，促使現(xiàn)階段對于清潔能源的使用較為普遍和廣泛。不可再生能源對于環(huán)境的危害較為嚴重，為實現(xiàn)高效的長時間推動社會發(fā)展，社會的發(fā)展需要眾多的能源作為支撐動力，為保證對能源的可持續(xù)性使用，近幾年人們將注意力集中在新能源的開發(fā)過程中。本文對新能源分布式電源類型進行分析，通過新能源分布式電源并網(wǎng)對配電網(wǎng)的干預(yù)性、儲能技術(shù)等方面做以深入探討，希望能為相關(guān)人士提供有效參考。

關(guān)鍵詞：新能源并網(wǎng)? 儲能技術(shù)? 飛輪儲能? ?分析

中圖分類號：TM721? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1674-098X（2020）08（c）-0023-03

Abstract： With the progress of science and technology and the development of social economy， the use of clean energy is more common and extensive at this stage. The harm of non renewable energy to the environment is more serious. In order to achieve efficient and long-term social development， social development needs a lot of energy as the supporting power. In order to ensure the sustainable use of energy， people have focused on the development of new energy in recent years. In this paper， the types of new energy distributed generation are analyzed， and the intervention of new energy distributed generation on distribution network， energy storage technology and other aspects are discussed in depth， hoping to provide effective reference for relevant people.

Key Words： New energy grid connection; Energy storage technology; Flywheel energy storage; Analysis

1? 新能源分布式電源類型

分布式電源本質(zhì)上是指可以契合負荷周圍用電量，采用就近原則的方式接入到相對應(yīng)的低壓配電網(wǎng)內(nèi)部電源，自身的裝機規(guī)模較小，會在新能源的輔助之下，產(chǎn)生全新的清潔能源，穩(wěn)定的供電狀況，不僅保證電網(wǎng)運輸電力的穩(wěn)定性和高效性，同時也可以保障當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟運行質(zhì)量，減少對環(huán)境的壓力。使用分布式的電源以及自身具備穩(wěn)定負荷就會在后期形成一個微網(wǎng)，在制定的條件之下能夠承受大電網(wǎng)調(diào)整干預(yù)孤島運轉(zhuǎn)，降低電網(wǎng)內(nèi)部存在的安全隱患?，F(xiàn)階段并網(wǎng)分布式電源會涉及風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電等[1]。

1.1 風(fēng)力發(fā)電

是借助風(fēng)力帶動內(nèi)部的葉片轉(zhuǎn)動，通過齒輪箱變速的調(diào)控方式輔助當(dāng)前的發(fā)電機運轉(zhuǎn)質(zhì)量和效果，促使風(fēng)能能夠被直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔懿⑦M入到電網(wǎng)內(nèi)部，是一類除去水電之外的技術(shù)，運作較為科學(xué)、前期運行成本較少、整體開發(fā)效果較為良好和優(yōu)質(zhì)的一類可再生能源，現(xiàn)階段其自身的優(yōu)勢較為明顯，已經(jīng)在全國的范圍內(nèi)實現(xiàn)大面積的運用。

1.2 太陽能光伏發(fā)電

太陽能光伏電池是使用半導(dǎo)體性質(zhì)的材料，在太陽的日照作用下會出現(xiàn)能量較強的光電反應(yīng)，利用單體電池串并聯(lián)的方式會生成列陣，有助于將太陽能直接轉(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?，并將其存儲在相對?yīng)的蓄電設(shè)備內(nèi)部，之后依照負荷的實際需求，在并網(wǎng)逆轉(zhuǎn)設(shè)施的幫助之下，可以將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姡⒖梢酝度朐谌粘５氖褂眠^程中。采用此類新能源技術(shù)的光伏輸出效果受到太陽日照效果和當(dāng)?shù)氐臏囟雀訝顩r干預(yù)性較強。光伏發(fā)電可以不采用大量的燃料作為生產(chǎn)代價，整體污染性較低，可以不受時間和空間的約束，強化整體的電網(wǎng)調(diào)度效果，總體的運作較為合理和安全，后期的維護不需要大量的前期資金投入，整體的運行較為安全和穩(wěn)定?，F(xiàn)階段，國內(nèi)正在推行光伏扶貧項目，在農(nóng)村開始使用自發(fā)自用的方式，實現(xiàn)余電上網(wǎng)，此類方式有助于全方位的促進當(dāng)?shù)刎毨У貐^(qū)的收入狀況，指導(dǎo)光伏產(chǎn)業(yè)可以實現(xiàn)高效的平價上網(wǎng)，是一種性價比較高的長時間運行的發(fā)電技術(shù)。

1.3 微型燃氣輪機

微型燃氣輪機是一種整體功率效果小于300kW的小型熱力發(fā)電設(shè)施，通常會運用到天然氣、甲烷、柴油等材料作為核心的燃料。微型燃氣輪機會將空氣做以壓縮處理，之后通過渦輪排氣余熱的方式，實現(xiàn)和燃料的全方位融合之后會產(chǎn)生熱力，并帶動渦輪的工作，保證發(fā)電機自身具備較為穩(wěn)定的電力持續(xù)性的供電，此類設(shè)施所攜帶的燃料消耗狀況較低，能夠?qū)崿F(xiàn)多種燃料的配合使用，前期的污染狀況較少，總體投資成本低，后期的遙控質(zhì)量較為明顯和合理，不僅可以被當(dāng)做分布式電源，也能夠被充當(dāng)供電備用的設(shè)施運用?，F(xiàn)階段，熱電聯(lián)供產(chǎn)業(yè)在我國的北方地區(qū)使用較為頻繁，有利于保障當(dāng)?shù)氐臒崮苁褂眯Ч?，減少對環(huán)境所造成的壓力，確保當(dāng)前的電力系統(tǒng)運行質(zhì)量和效率[2]。

1.4 燃料電池

因為富氫燃料以及相對應(yīng)的氧化劑會存在較為強烈的化學(xué)效果，可以將化學(xué)能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔埽侨剂想姵氐闹饕\行原理。因為電池在工作的過程中內(nèi)部的電解質(zhì)會存在多種狀況，現(xiàn)階段核心的燃料電池會分為以下幾種，分別為固體聚合物燃料電池、生物質(zhì)能燃料電池、堿性燃料電池、磷酸燃料電池、熔融碳酸鹽燃料電池以及固體氧化物燃料電池。此類電池內(nèi)部的能量轉(zhuǎn)換質(zhì)量高，自身的適應(yīng)負荷轉(zhuǎn)變效果較為明顯，發(fā)電性能高效，清潔效果優(yōu)質(zhì)，可以減少對環(huán)境的污染效果，后期的使用質(zhì)量高。

2? 新能源分布式電源并網(wǎng)對配電網(wǎng)的干預(yù)性

2.1 并網(wǎng)標準

分布式電源并網(wǎng)的運行應(yīng)當(dāng)契合前期的總體需求，控制電能的質(zhì)量、內(nèi)部的運行功率狀況以及后續(xù)的相應(yīng)狀況，強化并網(wǎng)的同步性。標準化的分布式電源并網(wǎng)總體容量需要限定在合理標準范圍之內(nèi)，負荷不應(yīng)當(dāng)超過25%，并網(wǎng)電網(wǎng)內(nèi)部的電壓等級降低到380kV時，總體的容量管控需要被限定在200kW上下。一旦并網(wǎng)滲透的整體效果提高之后，工作人員就應(yīng)當(dāng)對配電臺區(qū)開展調(diào)整，緩解在并網(wǎng)過程中所造成的電壓短時間升高和短路的狀況。在并網(wǎng)的環(huán)節(jié)中需要調(diào)控系統(tǒng)的運行質(zhì)量，分布式電路以及相對應(yīng)的電壓數(shù)值均需要被限定在合理的范圍之內(nèi)。

2.2 電能質(zhì)量

第一，電壓閃變，一旦分布式電源因為外界的因素干預(yù)以至于脫離電力系統(tǒng)之后，就會對配電網(wǎng)造成較為嚴重的沖擊效果，導(dǎo)致后期會出現(xiàn)電壓閃變的狀況。第二，諧波污染，在此過程中，分布式電源往往是借助電力電子設(shè)施和電網(wǎng)相連接，促使電力電子轉(zhuǎn)換裝置管控分布化電源被投入，并在后期開展系統(tǒng)性的電壓調(diào)整過程中，開關(guān)元件頻繁動作就會導(dǎo)致后續(xù)的諧波會受到干擾。第三，無功有功的調(diào)度，在風(fēng)力發(fā)電的種類可以被分為異步電動機、雙饋感應(yīng)電機以及永磁同步電機三種。在異步發(fā)電裝置并網(wǎng)的過程中能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生大量的無功，促使會強化無功的壓力情況，就會在后期的環(huán)節(jié)中減少并網(wǎng)節(jié)點內(nèi)部的電壓狀況。針對此類情況，應(yīng)當(dāng)對電力運行的系統(tǒng)中增加無功效果的改善和調(diào)節(jié)，延展無功補償設(shè)施降低網(wǎng)損效果，有助于保證前期的資本投資。

2.3 潮流分布

電力系統(tǒng)穩(wěn)定運作的環(huán)節(jié)中支路潮流會出現(xiàn)單向流動的狀況，開展大范圍之內(nèi)的分布式電源并網(wǎng)處理之后，潮流分布情況就會轉(zhuǎn)變?yōu)殡p向流動。一旦分布式電源的對外輸出功率超過負載的狀況時，少部分的線路就會發(fā)生逆向的潮流，產(chǎn)生的電壓越限狀況就會干預(yù)到電壓的穩(wěn)定性。分布式電源的對外輸出功率隨機效果所引起的潮流難以估測，就會導(dǎo)致在后期帶給電力系統(tǒng)運轉(zhuǎn)以及相對應(yīng)的調(diào)度較多困難，干預(yù)到后期的發(fā)電狀況。

3? 儲能技術(shù)

第一，在抽水儲能的研究中，其可以將電動設(shè)施下游的水直接抽離到上游，促使機械能在此情況下內(nèi)部的勢能就會被直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，因為地質(zhì)因素以及天氣情況的干預(yù)，水力發(fā)電是現(xiàn)階段可以實現(xiàn)大范圍的發(fā)電行業(yè)，經(jīng)常被使用在當(dāng)前的電力系統(tǒng)調(diào)頻以及負荷高峰存儲的環(huán)節(jié)中，此類技術(shù)當(dāng)前正在被使用在地下水以及海洋水庫的建設(shè)過程中。抽水儲能技術(shù)是電力系統(tǒng)中應(yīng)用較為廣泛的一種儲能技術(shù)，在電力負荷低谷期將水從地下水庫中抽到上池水庫，將電能轉(zhuǎn)化為重力勢能儲存起來，抽水儲能釋放的時間可以從幾個小時到幾天不等，用于電力系統(tǒng)的調(diào)峰填谷、調(diào)頻、調(diào)相、緊急事故備用等。

第二，超導(dǎo)磁儲能，是在低溫狀況下的惰性氣體狀況下運行的超導(dǎo)線圈在內(nèi)部存儲的電流磁場的能量。此類技術(shù)自身體積較小、總體的重量較低、電磁的反應(yīng)效果較為迅速，優(yōu)勢較為明顯，現(xiàn)階段正在被普遍使用在電力系統(tǒng)的運行環(huán)節(jié)中，但是此類技術(shù)還正在研究過程中。

第三，飛輪儲能。飛輪儲能是指利用電動機帶動飛輪高速旋轉(zhuǎn)，將電能轉(zhuǎn)化為動能存儲起來，并在需要的時候利用飛輪帶動發(fā)電機發(fā)電。其原理來自于復(fù)合材料技術(shù)和超導(dǎo)磁懸浮技術(shù)。

4? 結(jié)語

綜上所述，因為科學(xué)技術(shù)的進步以及社會經(jīng)濟的發(fā)展，促使現(xiàn)階段對于清潔能源的使用較為普遍和廣泛，為保證其可以實現(xiàn)更加高效的運作，強化總體的供電穩(wěn)定效果，就需要技術(shù)人員強化對細節(jié)的研究，把控具體的儲能效果，以便于在今后的發(fā)展過程中，可以高效地帶動當(dāng)?shù)亟?jīng)濟的運行。

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