儲(chǔ)能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

張偉鵬

摘要：隨著社會(huì)可持續(xù)發(fā)展進(jìn)步不斷推進(jìn)，社會(huì)建設(shè)和社會(huì)生活對(duì)能源的需求增加，而傳統(tǒng)能源的短缺以及與環(huán)境之間的沖突急切需要能源結(jié)構(gòu)調(diào)整來(lái)解決，其中大力發(fā)展新能源是重要措施之一。基于新能源的大力支持，需要大力推進(jìn)電力系統(tǒng)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用，環(huán)節(jié)社會(huì)用電需求壓力，但同時(shí)因?yàn)樾履茉丛诎l(fā)電中的不斷運(yùn)用，導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)更加復(fù)雜。在這一背景下要注重有效利用儲(chǔ)能技術(shù)，合理調(diào)整新能源并網(wǎng)技術(shù)，使新能源利用率最大化，并保證電力系統(tǒng)的運(yùn)行安全和穩(wěn)定，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)能技術(shù);新能源電力;技術(shù)種類;運(yùn)用對(duì)策

1.用于新能源電力系統(tǒng)的主要儲(chǔ)能方式

1.1 物理儲(chǔ)能

物理儲(chǔ)能的優(yōu)點(diǎn)是規(guī)模大，建設(shè)成本較低同時(shí)可使用周期長(zhǎng)，可以為大規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)提供長(zhǎng)期的電力支持。物理儲(chǔ)能主要利用空間上的自然資源，具有環(huán)境保護(hù)和可持續(xù)性的特點(diǎn)。但其缺點(diǎn)是施工需求較多，必須準(zhǔn)備特殊場(chǎng)地，需要地理?xiàng)l件。現(xiàn)如今經(jīng)常使用到的物理儲(chǔ)能技術(shù)包括泵送儲(chǔ)能、空氣壓縮儲(chǔ)能和飛輪儲(chǔ)能三種。抽水蓄能具有能量轉(zhuǎn)化率高、蓄能容量大、運(yùn)行成本低等特點(diǎn)，需要在海水環(huán)境中運(yùn)行。抽水蓄能由于其運(yùn)行方式靈活、供電穩(wěn)定，是一種基本的發(fā)電方式，也是備用電源的主要組成部分。空氣壓縮儲(chǔ)能的安全系數(shù)很高，對(duì)解決大型發(fā)電項(xiàng)目的平穩(wěn)出力問(wèn)題是有效的。但是，空氣壓縮儲(chǔ)能的場(chǎng)地對(duì)地質(zhì)條件有特殊要求。飛輪儲(chǔ)能的主要運(yùn)行方式類似于空氣壓縮儲(chǔ)能，分為儲(chǔ)能和釋能兩部分，其主要的動(dòng)力獲取方式是將飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為可用電能，具有清潔、高效、快速獲取能量的特點(diǎn)。

1.2 化學(xué)儲(chǔ)能

構(gòu)建電池儲(chǔ)能裝置是化學(xué)儲(chǔ)能的主要形式，在電池儲(chǔ)能裝置中，正極和負(fù)極之間可以通過(guò)氧化還原反應(yīng)實(shí)現(xiàn)化學(xué)能喝電能之間的轉(zhuǎn)化，因?yàn)楣β释掏铝康乃俣容^快等優(yōu)勢(shì)，BESS逐漸成為我國(guó)較為成熟可靠的儲(chǔ)能技術(shù)。電池裝置種類如下：

第一是鋰電池技術(shù)。采用鋰電池技術(shù)構(gòu)建的電池儲(chǔ)能系統(tǒng)一般由三個(gè)部分組成，包括電池單體、充電和放電系統(tǒng)以及裝置管理系統(tǒng)，具有充電和放電快速穩(wěn)定、安全保障程度高以及能量密度高等特點(diǎn)，利用效率可以高達(dá)85%。作為綠色電池的一種，空氣金屬電池的正極是氧氣，負(fù)極是一系列的活性金屬，以鐵、鋁、鋅等為代表，并在材料的可回收利用上具有良好的環(huán)保優(yōu)勢(shì)，此外還具有建設(shè)造價(jià)低以及性能優(yōu)越等優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)該電池沒(méi)有專門(mén)的充電裝置，只需要更換其中的金屬燃料，短短幾分鐘時(shí)間就能充好電。第三是液流電池。液流電池，也稱為氧化還原液流電池，是一種高性能電池，它將正極和負(fù)極電解質(zhì)分開(kāi)，并分別循環(huán)使用。其優(yōu)點(diǎn)在于可以實(shí)現(xiàn)靈活配置，并能在大規(guī)模儲(chǔ)能、大電流和深度放電的情況下對(duì)保護(hù)裝置的依賴度不高，對(duì)新能源發(fā)電和不間斷供電而言都有較大的利用價(jià)值。

1.3 電磁儲(chǔ)能

儲(chǔ)能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以實(shí)現(xiàn)能量的有效存儲(chǔ)。針對(duì)不同的能源，采用合理可行的儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換技術(shù)，將水能、熱能、冷能、風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電力系統(tǒng)所需的電能，以滿足系統(tǒng)運(yùn)行的供電需求，達(dá)到電能轉(zhuǎn)換儲(chǔ)存的目的。電磁儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用，借助轉(zhuǎn)換器和超導(dǎo)材料，將電磁能轉(zhuǎn)化為適用的電能，依靠電磁儲(chǔ)能技術(shù)實(shí)現(xiàn)電能的高效轉(zhuǎn)換，為電力系統(tǒng)運(yùn)行提供充足的電能。同時(shí)，在電力系統(tǒng)中使用電磁儲(chǔ)能技術(shù)進(jìn)行儲(chǔ)能和轉(zhuǎn)換時(shí)，需要結(jié)合電力系統(tǒng)運(yùn)行的實(shí)際情況，實(shí)時(shí)掌握電力系統(tǒng)的內(nèi)阻和電流，科學(xué)地轉(zhuǎn)換電磁能量，避免能量浪費(fèi)的問(wèn)題。電磁儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用可以在電力緊張的情況下將電磁能轉(zhuǎn)化為可用的電能。

1.4 相變儲(chǔ)能技術(shù)

在新能源在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用中，經(jīng)常使用相變材料。相變儲(chǔ)能技術(shù)是一種從材料中吸收熱量同時(shí)存儲(chǔ)能量的技術(shù)，當(dāng)能量釋放時(shí)，它的密度更高。在新能源中，儲(chǔ)能在不同階段分為熱、冰等形式。蓄冰是通過(guò)蓄冷介質(zhì)調(diào)節(jié)能量，緩解高峰時(shí)段的供電壓力。熔鹽蓄熱是對(duì)無(wú)機(jī)鹽進(jìn)行處理，轉(zhuǎn)化其形態(tài)，并結(jié)合熱循環(huán)來(lái)實(shí)現(xiàn)發(fā)電，該方法具有特殊的高傳熱點(diǎn)。電蓄熱技術(shù)借助于金屬和水，方便了放熱和蓄熱，提高了能量傳輸效率。

2.新能源電力系統(tǒng)中加強(qiáng)儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用的對(duì)策

2.1 儲(chǔ)能系統(tǒng)的科學(xué)構(gòu)建

優(yōu)化和完善儲(chǔ)能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以提升儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用價(jià)值。在新能源電力系統(tǒng)的運(yùn)行中，工作人員應(yīng)全面檢查電力系統(tǒng)和儲(chǔ)能系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并嚴(yán)格檢查儲(chǔ)能系統(tǒng)的配電裝置，以確保新能源轉(zhuǎn)換的順利進(jìn)行。例如，在將風(fēng)能、太陽(yáng)能、電磁能轉(zhuǎn)化為電能的工作中，需要工人掌握各個(gè)系統(tǒng)當(dāng)前的流量要求，完善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化配置，充分發(fā)揮儲(chǔ)能系統(tǒng)的電流控制作用。同時(shí)，能源存儲(chǔ)系統(tǒng)可以發(fā)揮存儲(chǔ)函數(shù)產(chǎn)生的剩余能量在新能源的轉(zhuǎn)換，存儲(chǔ)和處理剩余的能量，為電力系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電能，滿足電力系統(tǒng)的操作需求，促進(jìn)能源儲(chǔ)存技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

2.2 注重系統(tǒng)配置優(yōu)化

對(duì)于電力系統(tǒng)的儲(chǔ)能技術(shù)，其配置需要不斷改進(jìn)。因此，需要結(jié)合科學(xué)有效的分析來(lái)填補(bǔ)問(wèn)題和漏洞，從而提高儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用效果和科學(xué)性。同時(shí)，儲(chǔ)能技術(shù)逐漸成為整個(gè)電力系統(tǒng)的重要核心，符合電力市場(chǎng)發(fā)展的要求和市場(chǎng)的需求。在提高儲(chǔ)能系統(tǒng)功率的基礎(chǔ)上，加強(qiáng)強(qiáng)放電等相關(guān)特性，保證并網(wǎng)變流器設(shè)計(jì)效果的提高，合理控制其功率。它可以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，并控制儲(chǔ)能裝置，從而提高系統(tǒng)的內(nèi)部自控能力。結(jié)合多項(xiàng)管理工作，電網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)管控效果全面提升，為我國(guó)新能源電力系統(tǒng)合理應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)提供了重要基礎(chǔ)保障。

2.3 注重系統(tǒng)的控制管理

儲(chǔ)能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)中的應(yīng)用對(duì)維護(hù)電力系統(tǒng)的安全運(yùn)行具有重要作用。為了使儲(chǔ)能技術(shù)達(dá)到最佳的應(yīng)用效果，工作人員應(yīng)加強(qiáng)儲(chǔ)能系統(tǒng)的控制功能，特別是控制電力系統(tǒng)中的大功率電流，通過(guò)有效控制系統(tǒng)內(nèi)部電流來(lái)降低能耗。除了控制系統(tǒng)內(nèi)部電流變化外，還可以通過(guò)控制儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)部器件，結(jié)合先進(jìn)的信息技術(shù)，充分發(fā)揮現(xiàn)代技術(shù)智能化的優(yōu)勢(shì)，控制電力系統(tǒng)的電流變化，加強(qiáng)能量轉(zhuǎn)換的有效控制，促進(jìn)儲(chǔ)能系統(tǒng)控制的自動(dòng)化，推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)儲(chǔ)能轉(zhuǎn)換控制中的廣泛應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]趙書(shū)強(qiáng)，孫科.儲(chǔ)能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子制作，2021，{4}（10）：89-91.