儲能技術在新能源電力系統中的應用

趙書強，孫科

（華北電力大學，河北保定，071003）

0 引言

社會的持續性發展，使得能源需求不斷增加，基于能源需求與環境惡化的矛盾日益凸顯，需要大力發展新能源進行彌補。當前，我國能源結構不斷的優化，傳統能源與新能源共存，導致電網系統更加復雜。基于新能源的強力支持下，需要大力推動新能源領域的電力系統，保障社會的用電壓力需求。新能源電力系統中，有效應用儲能技術，對新能源進行合理的調節，保障新能源的利用率最大化，推動當前電力系統的平穩運行，實現長足發展。

1 儲能技術對于新能源電力系統

當前關于新能源的開發領域，對于能源的轉化主要集中于風能與太陽能等能源上，利用設備轉化能源，保障電力系統的有效運行。與傳統的能源相比較來說，風能等能源進行電力系統電力供應，更受制于自然環境的影響，會因為環境因素，存在一定的間歇性問題。若將新能源發電應用于電網運行中，難以保障電網的穩定性，嚴重時會對社會用電造成影響。風力發電過程中，當其裝機占據整體系統一定比例，過小還可以保障電網運行；當占據比例過大，無法保障電網的穩定性，需要借助儲能系統降低其不確定因素帶來的影響，為電網提供穩定的電力。因此，加強儲能技術的研究，也是推動可再生能源進一步發展的重要條件，也是未來新能源供電發展的必然趨勢。

2 如何實現儲能技術在新能源電力系統中的發展

■2.1 整合多種力量推動新能源發展

基于新能源發電技術應用層面來說，當前的新能源發電技術還面臨著新挑戰。想要保證新能源技術有效發展，需要政府加強幫助，結合當前新能源發電的實際應用情況，制定完善的執行標準，為其發展提供動力。同時，明確好各部門的職責，不斷探究電力新能源的價值。

■2.2 科學規劃

推動新能源的長足發展，當前最重要的就是對其發展做出合理規劃。在落實方面，需要秉承綠色發展的基本原則，分析當前市場需求后，制定符合發展的新能源發展目標。基于新能源提出更有價值的利用目標，加強對新能源發電技術的應用。基于當前存在的問題，提出有效措施，推動發電技術進一步提升。

■2.3 增強應用可靠性

新能源發電技術應用期間，保障并網運行成為突出問題，隨著新能源不斷發展。電力系統供電得到了顯著提升，但是借鑒于傳統電力系統，導致運行系統環境過于復雜，需要合理對電路進行控制，合理規劃電路結構，保障新能源發電技術應用的有效性[4]。

■2.4 著力解決供需矛盾

從新能源發電技術應用來說，最早分布于發達區域。應用技術需要與實際相結合，隨著經濟和科技的發展，需要著手解決電力分布不均衡的現象，對其它地區進行持續性的電力開展工作，滿足新時期新能源的電力部署需求。

3 儲能技術在新能源電力系統中的實際應用

■3.1 太陽能發電技術

從當前的角度對能源技術進行分析，太陽能是最常見的新能源。利用太陽能為電網提供電力，保障源源不斷的電力，依托的是太陽本身較強的可再生性。與其他能源相比較，太陽擁有的能源是取之不竭的，并且具有穩定性。可以在設備轉化基礎上，將其轉化為電能。例如，太陽能池板利用設備收集太陽能，對太陽能進行處理后，產生集熱效應。但是與其他的新能源相比較，太陽能能提供的電能較低，難以為功率較大的電力設備提供電力。因此，只能應用于功率較小的設備或者系統中，保障新能源的有效應用。同時，研究人員需要基于太陽能的應用基礎上，著手研發新技術，保障太陽能的能源能得到更廣泛的應用，提升太陽能的利用率。

■3.2 地熱能發電技術

地熱能發電技術依靠地熱能獲得能源，而地熱能來源于地球內部。地球自傳期間，地心會產生熱量，這種熱量可以作為能源使用。盡管當前的科技難以直接應用地熱能，但是可以通過其散發的熱量加以應用[1]。借助熱能進行轉化，處理獲得電能，將其應用于電力和供暖系統中。并且，該能源應用于發電系統中，操作流程簡單，是當前較為實用的新型技術。為了保障地熱能發電的有效應用，提升電力系統的環保性，技術人員需要保障自身的技術水平滿足新能源發電應用的需求，更專注的研究發電技術。結合工作中存在的問題總結，積累經驗，針對性的學習相關技術，提升自己的創新意識。

■3.3 風能電力系統

對于新能源電力系統角度來看，風能源是典型的代表能源，也是最普通的類型。風能在電力系統中應用時，有助于提升電力系統的穩定性。儲能技術的介入，有效的將風能電力系統中產生的功率加以優化，保障風能轉化的電能可以始終為電力系統提供穩定的運行保障。風能在實際應用中，采用了超導能的儲能技術，通過使用該技術，可以有效的對電壓存在的一些問題做出有效的處理，可以保障風能應用期間產生的短路、風速降低等現象得到有效的改善。

從資源的儲備量來看，風能具有較高的資源儲備量。與水資源比較，可以達到水資源的十倍以上。采用風力為電力系統發電，將風力轉換為機械力，借助發電機將其轉換成電能，供應給電力系統。從技術應用角度來看，風能發電技術的應用應為以下幾方面。

①風機類型

依靠裝機容量指標，對風機的類型進行劃分，分為大中小等不同的類型，通常來說，風機容量越大，其結構的槳葉長度也更大。發電機運轉的過程中，根據風機容量分為恒速、變速等多種形態的設備。

②設備的組成與功能

使用的風輪結構包含葉片，葉片形狀與風能吸收成正比。當運行過程中，風機風速高于切出風速，可以利用葉尖實現制動；但是葉片若是處于運行狀態下，會遭遇表面覆冰或者表面腐蝕等情況，需要定期對葉片進行保護，保障其運行的有效性[2]。

③風機控制技術

使用并網發電機，有效對發電機的變速情況做出控制。在新的并網技術中，為了有效控制電機風速，采用模糊控制技術控制葉片，對風輪氣動特性做出預測。當風電場處于并網狀態，將無功功率吸收，為了保障電網的運行效率。額外為風電場配置SVC或者其他的補償裝置，對電網的運行狀態進行優化和調節。

圖1 風能與太陽能發電的工作原理

■3.4 光伏發電技術

從地球釋放的能量來看，太陽輻射是主要構成，通過照射地球，釋放輻射的同時，為地球提供能量。太陽能每秒可以產生大量的能源，將其有效利用是相當可觀的能量。太陽能輻射的能源，相當于500萬t的標準煤，有效利用，對于社會來說可以有效提升環保效益。

①光電效應

當物質經過特定的電磁波照射后，內部的電子會在照射下被激發，形成電子。太陽能光伏發電系統，借助蓄電池與控制器等組成發電裝置。

②電池組

當前來說，多種類型的電池都是應用太陽能制作，其中應用的比較廣泛的是晶硅電池，該電池又分成單晶與多晶，從功能方面來看，硅基薄膜光伏電池在功能上有一定的不足；化合物薄膜會對生態環境造成污染，應用的次數也比較少；聚光光伏電池，需要額外配置散熱器等裝置，會造成成本過高的情況。

③光伏陣列

使用單軸式為光伏組件提供支撐，有效提升系統工作效率；固定組件可以進一步提升工作效率；雙軸跟蹤組件可以將效率提升至30%，為了保障光伏發電的效率，對于安裝環節要做好嚴格的把控。

④逆變器

不同類型的逆變器，在功能上的差異非常明顯。其中，在組串式的逆變器中，擁有的MPPT路數較多。配置組件成本較高，需要較多的維護點位，更適用于山地區域。

⑤光伏電站SVG的調壓技術

運行中的光伏電站，會受到電壓因素對運行造成影響。借助SVC可以對其進行調節，利用恒功率與恒電壓等模式有效對其進行調控。通常處于電壓調節的狀態下，恒功率對日常運行狀態進行控制。并根據動態變化，做出無功的調整。當系統中的電壓高于定額電壓時，此時的恒功率控制難以滿足對電壓的調整需求，需要采取恒電壓模式加以控制。

⑥PID 效應

電位長期處于某種狀態，光伏組件將會逐漸產生衰弱的現象。長期在高壓下運行，受到電力因素的影響，會對組件的性能造成影響，降低至少50%的有效率。當面臨溫度、濕度都較高的時候，產生的PID效應會進一步提升。對此，要采取有效的措施對其進行處理。首先，應做好系統的處理，采用當前的新工藝，例如逆變器，將PID的效應削弱，減少該效應對光伏發電造成的影響；其次，對組件進行優化升級。對PID效應進行分析，可以知道產生該效應的原因，是高濕導致的。想要避免PID效應，可以增強組件的密封性。對原生產工藝進行優化，增強EVA的抵抗能力，降低PID效應造成的影響；最后，對電池做好控制，面對PID效應，切實發揮電池的作用，例如改變SiN減反層。

圖2 光伏發電技術

■3.5 相變儲能技術

新能源在電力系統中的應用，通常會應用變相材料。變相儲能技術，是對材料吸熱的同時，存儲能量。在釋放的時候，能量具有較高的密度。新能源中的變相儲能分為熱、冰等多種形式。冰蓄冷借助蓄冷介質，對能量進行調節，緩解高峰期電力供應的壓力；熔融鹽儲熱是對無機鹽進行處理，轉變其形態結合熱循環實現發電，該方法具有高傳熱的特點；電儲熱技術借助金屬和水，便于熱量的釋放與存儲，提升能源傳輸效率[3]。

4 結論

綜上所述，當前新能源在電力系統中的應用，依托設備與系統可以實現能源轉化這一過程，為電力系統提供所需的電能，有效替代了傳統電力，避免了不可再生資源的消耗。基于當前的新能源發電技術應用，保障我國各項能源資源進一步發展。在此基礎上，還需要不斷應用該技術在電力系統中，推動綠色環保改革的浪潮。結合當前的儲能技術，對新能源發電進行持續性的研究，解決更多的社會用電需求。