新儲能技術在新能源電力系統的應用研究

北京北咨能源環境工程技術有限公司 劉 洋

引言

結合我國當前的能源結構情況來看，傳統能源和新能源在電網系統的應用中具有一定的復雜性，新能源電力系統的建立缺乏穩定的運行基礎，為此人們重視儲能技術在新能源電力系統中的應用，保障新能源利用率的提升，促進社會長足發展。

在我國現階段的新能源理念推進下，人們對該領域的開發和拓展研究也不斷深入，并且將能源轉化的研究重心也放在了太陽能以及風能等自然能源的利用領域，通過現代化設備實現能源轉化，也是促進電力系統穩定運行的重要基礎。相比于以往的能源應用來看，風能和太陽能等新能源轉化實現電力系統的功能，這種方式一般很容易受到自然環境所影響，同時在外部因素的影響下，還會表現出間歇性的缺陷。然而想要更好地運用新能源實現電力系統的發電，提高電網運行的穩定性，必須開展進一步的研究，以往的新能源發電很難維持電網穩定運行，甚至經常出現各類電力系統運行故障。

在風力發電系統中，倘若風力系統的裝機占據系統比例較小時則很難維持系統運行，如果裝機比例較大，那么也影響正常運行的穩定性，因此需要充分發揮儲能技術優勢，構建儲能系統、降低風力發電受到外部因素的影響，從而提高電網運行的可靠性、輸出穩定的電能。由此可見，儲能技術是促進新能源電力系統可持續發展的重要前提，同時也是推進新能源領域發展的重要舉措。

1 推動新能源電力系統中儲能技術的發展舉措

整合多種力量，推動新能源發展。從新能源領域在我國發電技術的要點分析，現階段新能源發電領域的拓展也將面臨新形勢帶來的巨大挑戰。為了確保新能源技術穩定有序發展，政府部門必須大力支持和幫助，根據我國現有的新能源發電實際情況制定一套完善的執行標準，同時也為新能源電力系統提供強大的發展動力[1]。另外，各地方政府職能部門也要盡好自己的職責，不斷探索電力新能源的重要應該與價值。

做好科學規劃。為了讓實現我國在新能源領域的長遠發展，當務之急最關鍵的問題在于做好新能源領域長足發展的重要規劃，并且保證規劃具有一定的可實施性，在落實各項規劃工作時，也要滿足綠色、節能、環保等可持續發展理念，遵循這些原則才是推進新能源長遠發展的重要途徑?；谖覈斍笆袌鲂枨蟮姆治觯贫ǔ龇闲履茉窗l展目標的規劃方案[2]。結合新能源領域提出的全新發展目標，也要全面探索新能源發電技術的應用和發展。但是針對當前該領域發展中面臨的困境也要提出最有效地解決措施，從而有效促進現代電力發展水平的提升。

全面提升新能源發電技術可靠性。在我國現階段的新能源發電技術發展，實際應用中實現并網運行一直是該領域的重要問題，也是推動新能源技術不斷發展的關鍵途徑。而電力系統自身的供電能力得到有效提升，由于傳統電力系統的影響，使整個電網運行的環境變得十分復雜，必須有效開展電網內的電路合理控制，對整個電網結構進行重新規劃，才能更好地發揮出新能源發電技術在新型電網系統中的作用，提高應用可靠性[3]。

重點解決供需矛盾問題?；谛履茉窗l電技術的實際應用角度來看，其最早出現于我國的發達城市電力建設中，在應用中也要確保新能源發電技術與實際情況進行有效融合。隨著我國現代科技水平的不斷提升，也要重點關注與電力分布不均衡的問題，對尚未得到快速發展地區的持續性電力工作進行有效部署，推進新能源電力技術的廣泛應用。

2 儲能技術在新能源電力系統中的實際應用

2.1 太陽能發電技術

結合當前我國新能源領域的發現情況看，現階段將新能源的研究重點已放在太陽能源的轉化利用中，并積極探索太陽能轉化電能，實現并網運行的效果。實現太陽能發電技術為人們提供豐富的電力能源，最根本的是要依靠太陽能具備的可再生性特征。從太陽能這種新型能源的特點來看，它與傳統化石能源相比具有豐富的能源儲備，同時能源的穩定性更高，太陽能可基于現代化設備實現電能轉化的效果，在當前技術手段中，人們通過太陽能池板來收集太能能，并對收集后的太陽能進行處理、發生光電效應。

此外，太陽能相比于其他的新能源來說利用率較差，所能夠轉化的電能也十分有限，很難實現大功率電力系統的供電需求，所以也只能應用在一些小功率的電力系統和設備電能供給中，確保太陽能發電技術的有效應用。另外，研究人員也要對太陽能的應用技術展開深入研究，并且重視探索全新技術手段，使太陽能可真正走向更廣闊的能源利用領域，發揮太陽能的利用效果[4]。

2.2 地熱能發電技術

地熱能發電技術的原理是通過地熱所產生的能量，然而這種能量主要來自于地球內部的一種天然能源。地球在自轉過程中，地心會不斷產生高額的熱量，隨著地層不斷傳遞，這種熱量也能夠被人們所開發和利用。雖然我國現階段的技術水平還無法達到地熱能的全面應用，但是人們利用地熱能源散發出的熱量進行采集，它能夠將這些地熱能轉化成發電能量，并把這種能量運用到城市供熱或者電力系統中，這也成為了中國現代潔凈能源的主要代表之一。

另外，由于地熱發電在系能源發電體系中的能利用顯示出運行簡單等優點，在中國新型或現代電力系統的實際應用中也有著不錯的使用效益。為實現地熱能源在當前潔凈燃料發電體系中的高效運用，保證熱動力系統的長期穩定性，并符合潔凈能源的新特點，在人們對當前地熱能發電技術的深入研究中，要關注當前潔凈能源發電應用的現實需要，全面開展發電關鍵技術的研究，同時也要根據當前地熱能發電技術在現實運用中出現的新問題進行經驗累積與總結，并選擇針對性較強的機器學習技術，以增強企業的技術創新意識。

2.3 風能電力系統

在新能源電力系統發展層面分析，風能是我國新能源應用最廣泛的能源之一，也是實現新能源發電系統應用的代表能源，在電力系統中的應用十分普遍。當新型電力系統中引入風能時，可全面提升新能源電力系統運行的穩定性，而通過儲能技術的應用也進一步實現了風能轉化效率，將風能電力系統中產生的功率進行全面優化，確保電能轉化可維持電力系統的持續運行。然而風能電力系統的實際運行中，也融合了超導能的儲能技術手段，采用這種新型的儲能技術，可實現電壓等各類問題的科學處理，為風能應用期間的運行安全提供保障，改善電力系統中存在的線路短路及風速降緩而影響發電等現象。

結合當前我國資源儲備角度分析，風能也具有十分豐富的儲備量，相比于水資源風能的儲備量已經超出其數十倍，通過風力發電系統的建設，在轉化原理上主要是通過風能轉化為機械能，然后通過發電機等設備將機械能轉化成電能，將轉化后的電能并入電網系統，從而實現風能發電的有效運用。基于技術層面分析，風能電力系統的實際應用主要體現在以下層面：

風機類型：根據裝機容量所設定的容積標準，可對風機類型進行大型、中型和小型等三種類型的劃分。一般風機的容積越大，那么在裝機結構中其扇葉的長度也要越長。在風機發電系統的運轉時，風機的容積也可分為恒速與變速兩種形態。

設備的組成和功能：在風力發電系統中，風機設備中風輪主要由葉片組成，而葉片設計的形狀將直接影響風能采集能力。在風機的長程運轉時，風機的風速超過切出風速，那么則采用葉尖來達到制動效果，但在風機葉片在運行中也會經常出現葉片表面出現腐蝕或覆冰等現象，這時必須對葉片進行有效維護，才能有效保障風機的穩定運行，提高風力發電技術應用的有效性。

風機管理技術：通過并網發電機的應用，能夠達到對發電機變速情況的有效監控，而通過并網技術的運用，為了達到對電機風速的合理把控，還能夠利用模糊控制方法來實現葉片調控效果，同時對風輪氣動的特點進行了精確預報。假設風力發電機處在并網狀態下，則為保證對無功功率的合理吸收、增加供電運行安全性，還可設置SVC 補償裝置，合理調控電網工作狀況。

2.4 光伏發電技術

根據從地球上所釋放出來的能量狀況分析，太陽輻射是地球能量釋放的最主要部分，而利用太陽光對地球產生的輻射，就能夠釋放輻射，并同時給地球提供了穩定的能量。太陽光每時每刻都會傳遞大量的電能，而一旦可做到這種能量的高效使用，將為中國新能源領域的發展提供新突破。太陽光照射所形成的能量相當于500萬噸煤等化石燃料形成的能量儲備，所以太陽光輻射能量有著巨大的使用價值，同時在實際使用中也可體現出很大的環境經濟效益。

光電效應：當特定的電磁波照射在物質上時，可確保物質中的電子成分受到激活成為電子，太陽能光伏發電系統的發電設備主要是通過蓄電池和控制器的有效融合，達到光伏發電效果。

電池組：結合我國當前的光伏發電技術來說，也可制作出豐富的電池類型，而在電池組的應用中，使用最為廣泛的就是晶硅電池，這種晶硅電池又可分為單晶電池和多晶電池兩個類別。從晶硅電池的功能分析，在硅基薄膜中的光伏電池，其實際應用中存在一定的功能缺陷，化合物薄膜也會造成生態環境的污染。此外聚光光伏電池也要實現額外的散熱器配置，從而導致應用成本也比較高。

光伏陣列：這種陣列方式需要得到單軸光伏組件的支持，從而有效提高光伏發電系統的工作效率。而固定組件性能也會由于光伏陣列得到一定提升，采用雙軸跟蹤組件可使效率達到比原有基礎上高30%以上，為了全面提高光伏發電系統的應用效率，也要重視光伏發電安裝環節的有效控制。

逆變器：對于逆變器的使用來說，具有多種逆變器類型，而且每一種類型的功能都表現出一定的差異性，以組串式逆變器的應用為例，該逆變器具有豐富的MPPT 路數，而且逆變器的組件配置成本高，在維護時也需要對多個點位進行維護，因此廣泛用于山區發電系統。

光伏電站SVG 調壓技術：光伏電站的運行經常會受到各類因素的影響，從而產生電壓穩定性不足，而在光伏電站中設置SVC 調壓系統可達到良好的電壓調節效果，其原理是通過恒電壓與恒功率來實現電壓的穩定調節。電壓調節狀態中，恒功率也可有效控制光伏電站的日常運行狀態，同時結合動態變化的需求作出有效的無功調節。在系統的內部電壓高于額定電壓后，恒功率控制就無法保證電壓的實際調節需求，所以必須同時開展恒電壓控制。

PID 效應：當電位始終處于一個狀態下，光伏組件也會受到長時間的影響出現衰弱等問題。而在電壓的長時間運行中，由于受到各種因素的影響也會出現組件性能下降，導致運行效率大打折扣。在溫度和濕度環境都較大情況下，PID 效應也會隨之上升，所以須針對這一現象采取有效的應對測量?？赏ㄟ^科學的系統處理引入現代工藝手段，如通過逆變器并網應用對PID 效應進行有效抑制，從而避免PID 效應對光伏發電系統運行產生的影響。

另外還可實現組件升級，在分析光伏電網中PID 效應的問題時，能準確找出PID 效應的產生原因是通過高濕度所造成的，為有效避免PID 效應的產生，可通過組件的設置來提高密封性，優化組件生產工藝，同時提高EVA 的抵抗力，降低PID 效應所帶來的影響。最后也要做好電池控制，對于PID 效應來說，要切實展現出電池的作用，如可改變SiN 減反層來實現。