淺析新能源電力系統(tǒng)中的儲能技術(shù)

費(fèi)孝杰

摘要：科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展使得我國整體經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展迅速的同時(shí)帶動我國各行業(yè)快速進(jìn)入現(xiàn)代化發(fā)展階段。隨著社會經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，市場上對電力能源的消耗量也逐漸增加，我國電力能源供應(yīng)不足問題日益顯著。為了緩解電力能源壓力，將儲存技術(shù)合理應(yīng)用于新能源電力系統(tǒng)中，以能源儲存轉(zhuǎn)化的方式，控制電力系統(tǒng)的能源消耗量，實(shí)現(xiàn)對可再生能源的有效轉(zhuǎn)化，促進(jìn)新能源電力系統(tǒng)可持續(xù)發(fā)展。鑒于此，本文主要分析探討了新能源電力系統(tǒng)中的儲能技術(shù)，以供參閱。

關(guān)鍵詞：新能源;電力系統(tǒng);儲能技術(shù)

引言

我國當(dāng)前社會經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度較快，但同時(shí)環(huán)境污染和能源短缺問題也愈加嚴(yán)重，所以，在這樣的情況下，就需要政府相關(guān)部門提高對其的重視程度，積極開發(fā)出一些先進(jìn)化的能源，并將現(xiàn)階段的能源結(jié)構(gòu)進(jìn)行改善和創(chuàng)新。而我國現(xiàn)階段風(fēng)力發(fā)電是一項(xiàng)非常先進(jìn)化的清潔能源，其自身也具備較強(qiáng)的價(jià)值。但是其自身還具備較強(qiáng)的波動性與隨機(jī)性，這樣就會對電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性造成影響，不僅提高電網(wǎng)調(diào)度工作的難度，還會對電力行業(yè)的發(fā)展造成影響。而在新能源并網(wǎng)的過程匯總，就能在出口安裝儲能裝置，這樣就能夠?qū)敵龉β实牟▌舆M(jìn)行控制，還能夠?qū)⑿履茉措娫崔D(zhuǎn)化為可調(diào)度的電源，這樣不僅能夠降低對電力系統(tǒng)的沖擊，還能夠提高電力系統(tǒng)自身運(yùn)行的穩(wěn)定性，從而保證能夠改善電能的質(zhì)量。

1儲能技術(shù)的概述

現(xiàn)階段電力發(fā)展系統(tǒng)的發(fā)展已經(jīng)完全不同于傳統(tǒng)的在化石能源的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的電力系統(tǒng)，而是出現(xiàn)更多的新型技術(shù)的發(fā)電措施，例如風(fēng)能、太陽能、地?zé)崮艿鹊刃问降陌l(fā)電，這些發(fā)電技術(shù)都屬于新能源發(fā)電技術(shù)。但是這些技術(shù)的應(yīng)用還不夠成熟，不僅有著一定的局限性，并且難于完全由人類控制，間斷性和不穩(wěn)定性較強(qiáng)，對于電網(wǎng)的安全運(yùn)行也存在一定的威脅。由此，大規(guī)模的儲能技術(shù)就顯示出相當(dāng)?shù)默F(xiàn)實(shí)意義，它可以幫助削減甚至消除新能源發(fā)電技術(shù)的波動、隨機(jī)性，提高新能源的利用率，促使電力系統(tǒng)的穩(wěn)定安全發(fā)展，增強(qiáng)其與其他能源的競爭力。儲能技術(shù)無論是在電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電還是在配電的各個階段都能夠發(fā)揮出不可替代的作用，這不僅可以使得高峰時(shí)期供電的負(fù)荷有所下降，并且可以提電力系統(tǒng)中電網(wǎng)設(shè)備的利用率和整個系統(tǒng)的工作效率，如此就可以大大地降低電網(wǎng)故障出現(xiàn)的幾率，還能夠一定程度地提升電能質(zhì)量，更加合理地滿足用電需求促進(jìn)能源利用的形式轉(zhuǎn)變。

2新能源電力系統(tǒng)中的儲能技術(shù)

2.1風(fēng)能電力系統(tǒng)中儲能技術(shù)的合理運(yùn)用

新能源電力系統(tǒng)在運(yùn)用的過程中，要想確保其穩(wěn)定性，系統(tǒng)瞬時(shí)功率平衡水平發(fā)揮著非常重要的作用，而儲能技術(shù)的運(yùn)用能對有功功率和無功功率的需求進(jìn)行充分滿足，這樣就對系統(tǒng)這一水平的優(yōu)化進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)，從而保證了系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。例如：風(fēng)能電力系統(tǒng)中的電壓穩(wěn)定性問題，可以采用超導(dǎo)儲能技術(shù)（SMES），運(yùn)用該技術(shù)能對系統(tǒng)中存在的風(fēng)速擾動、聯(lián)絡(luò)線短路問題進(jìn)行解決，據(jù)仿真表明，運(yùn)用超導(dǎo)儲能技術(shù)之后，倘若出現(xiàn)了網(wǎng)絡(luò)問題依然可以保證風(fēng)電場的穩(wěn)定，與此同時(shí)在風(fēng)速擾動的情況下，也可以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電場平滑輸出。該技術(shù)的運(yùn)用以并網(wǎng)型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)為主，通過對SMES模型等的構(gòu)建、對最優(yōu)反饋矩陣的計(jì)算可以發(fā)現(xiàn)在運(yùn)用儲能技術(shù)時(shí)輸出電壓的穩(wěn)定性有了很大改善。有關(guān)風(fēng)能電力系統(tǒng)穩(wěn)定其受到風(fēng)電出力缺乏可控性的嚴(yán)重影響，而儲能技術(shù)的運(yùn)用，由于其具有平滑風(fēng)電出力的功能，這樣就可以對風(fēng)能的可調(diào)度性進(jìn)行極大提升。同時(shí)在平抑風(fēng)電出力波動中，可以運(yùn)用串并聯(lián)型超級電容器儲能系統(tǒng)的電路拓?fù)?，具仿真表明，串并?lián)補(bǔ)償能夠有效平滑風(fēng)電出力，抑制電壓暫降，對風(fēng)能的不確定性進(jìn)行改善，從而增強(qiáng)風(fēng)電場的穩(wěn)定性。

2.2在光伏并網(wǎng)中的應(yīng)用

電力部門應(yīng)該針對光伏并電網(wǎng)中存在問題研發(fā)出相應(yīng)的儲能技術(shù)，以維持并電網(wǎng)系統(tǒng)中的瞬時(shí)功率的平衡水平，并電網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，內(nèi)部儲能設(shè)備波動性強(qiáng)、穩(wěn)定性差，存儲的電能應(yīng)該以瞬時(shí)功率的形式輸送出來，而瞬時(shí)功率水平的維持則決定了電能的輸送量。為使得電流以更加平滑的形式輸送出來，電力部門應(yīng)該合理的制定出無電源式并聯(lián)方案去儲

存能源，以避免光伏并網(wǎng)在負(fù)載功率的影響下產(chǎn)生波動的弊端。而制定出的此系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案需要在獨(dú)立光伏系統(tǒng)的條件下實(shí)施，在較為復(fù)雜的并伏電網(wǎng)中應(yīng)用無源式并電網(wǎng)技術(shù)極易使得系統(tǒng)聯(lián)電崩潰，若想將此技術(shù)應(yīng)用于混合系統(tǒng)中，需要借助一定的技術(shù)手段維持新能源電力系統(tǒng)瞬時(shí)功率的水平，只有使得瞬時(shí)功率的水平維持在穩(wěn)定條件下，才能保證此技術(shù)的應(yīng)用效果。

3儲能系統(tǒng)優(yōu)化配置和控制策略的研究

（1）儲能系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)。對于儲能技術(shù)來說，主要是由單種儲能形式和多種儲能形式組合而成。而在對新能源并網(wǎng)功率控制的過程中，不僅需要對系統(tǒng)的成本和自身的性能進(jìn)行考慮，其自身還具備高效率和高能量以及壽命長的特點(diǎn)。而在風(fēng)電和光度新能源發(fā)電大規(guī)模并網(wǎng)系統(tǒng)的過程中，需要同時(shí)運(yùn)用兩種儲能結(jié)構(gòu)。但在一些小規(guī)模的微網(wǎng)中，只需要運(yùn)用單種儲能的形式。所以，高功率密度和高能量密度的儲能組合的儲能系統(tǒng)具有重要作用和意義。另外，對于新能源出力來說，其自身還具備間歇性和波動性的特點(diǎn)，這樣就能過導(dǎo)致預(yù)測過程中出現(xiàn)誤差的為題，導(dǎo)致對其自身的靈活性造成影響。所以，在一些新能源大規(guī)模并網(wǎng)系統(tǒng)的過程中，為了能夠提倡電網(wǎng)調(diào)度，就需要儲能系統(tǒng)能夠確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。（2）儲能系統(tǒng)的優(yōu)化配置。儲能系統(tǒng)在電力系統(tǒng)中應(yīng)用的過程中，能夠保證系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，并且還能夠?qū)㈦娔艿馁|(zhì)量進(jìn)行改善，還能夠優(yōu)化系統(tǒng)自身的經(jīng)濟(jì)性能和技術(shù)性能。所以，在這樣的情況下，就需要對儲能系統(tǒng)的位置和容量進(jìn)行考慮和分析，這樣不僅能夠滿足系統(tǒng)技術(shù)運(yùn)行中的需求，還能夠提高其自身的性能，從而保障能夠?qū)﹄娏ο到y(tǒng)的配置進(jìn)一步優(yōu)化和創(chuàng)新。（3）儲能系統(tǒng)的控制策略分析。當(dāng)儲能系統(tǒng)完成配置后，必須要設(shè)計(jì)一個準(zhǔn)確性和高效的控制系統(tǒng)，這對于補(bǔ)償效果具有重要作用和意義，但在實(shí)際運(yùn)用的過程中，怎樣對信號進(jìn)行控制，對其具有重要作用和意義。另外，為了能夠提高儲能系統(tǒng)在改善系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性中的效果，就需要對控制策略進(jìn)行研究和分析，從而保障電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

4儲能技術(shù)的應(yīng)用前景

（1）新能源并網(wǎng)中的儲能技術(shù)多樣性應(yīng)用以及多元復(fù)合儲能系統(tǒng)在控制和協(xié)調(diào)方面的問題，對這些問題的策略研究來說較為重要。主要研究方向是如何解決參數(shù)變動和系統(tǒng)干擾得出能自適應(yīng)控制問題以及不確定性、非線性、時(shí)變性的儲能模湖邏輯控制.在這兩個方面有廣闊的應(yīng)用前景。（2）在具有高能量密度、高功率密度的復(fù)合儲能系統(tǒng)中的應(yīng)用前號也非常廣闊，主要是為了研究如何解決新能源并網(wǎng)帶來的問題，比如其中的超級電容和蓄電池的復(fù)合系統(tǒng)研究，還有系統(tǒng)中的協(xié)調(diào)運(yùn)行控制以及優(yōu)化配置等方面問題的研究.都是儲能技術(shù)未來的研究熱點(diǎn)。（3）在各種形式能量轉(zhuǎn)換方面的應(yīng)用前景也非常廣闊，這是研究如何解決快速、大容量、成本低、高效的能量轉(zhuǎn)換技術(shù)問題。

結(jié)束語

總而言之嗎，電力企業(yè)要想切實(shí)提高自身的核心競爭力，務(wù)必要加強(qiáng)重視對新能源電力系統(tǒng)的應(yīng)用，不斷健全完善新能源電力系統(tǒng)運(yùn)行中國的儲能技術(shù)，不僅要加強(qiáng)專業(yè)人才的引入，還要積極利用現(xiàn)代先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)，只有這樣才能夠進(jìn)一步促進(jìn)我國電力行業(yè)良好穩(wěn)定地發(fā)展與前行。

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