儲能技術在新能源電力系統的應用研究

易志宇

摘要：隨著我國經濟實力的快速提升，我國迎來了高速發展的全新時代，國內高速發展的經濟使得各行業對能源的需求量激增，火力發電等傳統發電方式為國家的可持續發展帶來了較大壓力，新能源電力系統的研究與應用成為電力行業發展的重要方式。為了實現對風能、太陽能等新能源的高效應用，儲能技術成為電力企業的重點研究技術內容，相關企業希望通過高效的儲能轉化技術為電力系統的可靠運行提供支持，推動新能源在電力系統中的可靠應用。

關鍵詞：儲能技術;新能源;電力系統;應用

1儲能技術

1.1飛輪儲能

在飛輪儲能系統中，電能將加速一個放在真空外殼內的轉子（達幾萬轉/每分鐘），即由固體材料制成的大質量圓柱體，從而將電能以動能形式儲存起來（利用大轉輪所儲存的慣性能量）。當需要釋放電能時，便利用這些動能來發電。飛輪儲能一般運行在真空環境下，這樣可以最大程度降低風阻及摩擦帶來的損耗。飛輪儲能的優點是壽命長、效率高、穩定性好、較少需要維護、有較高的功率密度及響應速度快。缺點是能量密度低，只可持續幾秒至幾分鐘。當前一般應用在蓄電池系統中進行補充。

1.2物理儲能

物理儲能包括壓縮空氣、飛輪以及抽水儲能幾種類型，能夠以物理能的形式存儲電能，在實際應用時，電力企業通常可以結合發電類型、環境現狀等合理選擇儲能方式，實現對能源的高效應用。抽水儲能雖然儲能容量較高，但是該技術容易受環境限制，在環境位置不合適的情況下往往會消耗更多的應用成本，該技術在風力資源豐富的西北地區缺少應用的環境基礎;飛輪儲能主要是將電能存儲為機械能，雖然具有較高的功率密度，但是缺少足夠的能源存儲量，在磁懸浮、材料相關技術的限制下，該技術難以實現大規模應用;壓縮空氣儲能與抽水儲能類似，對環境要求高，通常需要在密封良好的空間內使用，其建設快且造價低，但是在儲能效率方面存在欠缺。

1.3超導儲能

超導儲能系統是由用超導材料制成的、放在一個低溫容器中的線圈、功率調節系統和低溫制冷系統等組成。能量以超導線圈中循環流動的直流電流方式儲存在磁場之中。由于該儲能方式直接將電能儲存在磁場當中，沒有能量形式的轉換，因此功率密度很高，能量的充放電速度非常快，響應速度與轉換效率也較高。但是由于其材料價格昂貴，維護較為復雜，且需要維持低溫環境等原因，當前階段在電力系統中應用較少。

2儲能技術在新能源電力系統的應用研究

2.1儲能技術在太陽能電力系統中的應用

太陽能發電產生的電能需要通過光伏并網的方式為電網輸送電能，為了避免新能源電能造成電網波動等問題，電力企業需要積極研究高效的儲能技術，盡可能提升儲能設備的穩定性和瞬時功率傳輸水平，確保電能輸送過程的平滑性，確保光伏并網的順利進行。為了提升技術應用效果，電力企業可以將信息化、智能化計算機技術與儲能技術融合應用，通過智能系統對技術應用過程進行自動化控制，規避設備并網運行隱患。在太陽能電力系統應用儲能技術時，電力企業需要根據光熱、光伏等不同的系統運行模式選擇適宜的儲能技術方案，合理應用相變儲能、電化學儲能等方式實現對太陽能的高效應用。

2.2負荷響應

電力系統實際運行過程中，為了能夠保證電網運行的有效性，盡量減少意外事故出現的概率，通常會對一些大功率的負荷進行自動化的調整，在負荷較高的狀態下不同部分的電網通常會交替運行，這樣就能夠保證高峰時段電網的運行能夠滿足人們的實際需求，確保供電的穩定性。電力用戶在使用光伏儲能系統的時候，能夠最大限度地保證用戶電能供應的穩定性，然而，在這一過程中，相關工作人員也應該重點關注儲能電站以及電網之間在負荷響應系統中的連接問題，需要保證至少有一條通信線路能夠正常運行，使用這樣的方式才能夠最大限度地避免高功率設備，真正滿足負荷的響應需求。在新能源系統中使用負荷響應技術，通過對不同電網的有效選擇進行交替應用，才能夠降低系統運行過程中出現故障的概率，利用符合響應技術能夠對高功率負荷進行相應的調整，確保在臨界值范圍以內進行穩定工作，保證電能供應質量的前提下，還能夠盡量減少調整供電量時，對電網的穩定運行產生的不利影響，保證電力系統的安全穩定運行，最大限度地保證電能供應的穩定性。

2.3風光系統和化學儲能電站聯運

在新能源系統處于用電低谷時間，無法維持滿負荷工作狀態，為降低設備損耗，減少實地運維成本，不需要主動進行聯運。而達到用電平衡時間段，風光系統為不滿發的情況，此時啟動的聯運模式是：儲能電站借助低谷時期獲得的電量，支持風光系統處于平衡狀態的用電及運維需要。在儲能電站自身容量超過風光系統的輸出電量，也有其他管理方式。例如，儲能電站在用電低谷時獲取的冗余電量，支持各類系統在此時段運維。而儲能電站處于用電平衡時段獲得的儲能，同樣可支持系統此時段運維。在用電高峰時段購進的電能，支持風光系統處于用電平衡時期的運維。

2.4改善電能質量

由于受到天氣、溫度、組件傾角等因素的影響，新能源系統的輸出功率會有所變化，造成了發電量的不穩定，使發電量預測的難度增加，對饋入電網的諧波產生影響。并且，隨著太陽光照強度的變化，光伏發電功率會對電網潮流中的負荷特性產生一定的影響。新能源系統并入電網之后，會對電網潮流的方向、現有電網調度、規劃運行方式等產生影響，加大對電網調度及控制的難度。當大量新能源系統接入電網后，將加劇電壓波動，引起電壓調節裝置的頻繁動作，使電網的電能質量下降。當儲能接入光伏發電系統后，由相應的能量轉換系統控制儲能裝置的充放電，可以達到對電網調峰的目的，使新能源系統的發電量得到有效控制。

結語

在新能源系統中，儲能技術的應用會涉及各個方面，企業也應該順應時代快速發展的需求，充分應用先進的互聯網技術，妥善處理儲能技術的應用條件以及具體的影響因素，盡量排除外界環境產生的影響，切實提高企業的儲能管理水平，通過有效的激勵機制，建立更加安全、可靠的新能源系統，為人們提供更加穩定的電能。

參考文獻

[1]新形勢下開展電力系統黨建工作的策略[J].魏漢炎.中外企業家.2017（12）.