新能源電力系統中的儲能技術探討

江蘇金智科技股份有限公司 席匯文

隨著社會的發展，能源需求增加，能源需求與環境破壞矛盾加劇，需要積極開發新能源補充。目前我國電力結構不斷優化，傳統能源與新能源并存，供電系統日趨復雜。為了在積極支持新能源的基礎上保證公眾對電力的需求，應該積極推進新能源體系的建設。現階段，無論是積極規劃、還是中期推行儲能系統，都可以提高經濟效益。在其他情況下，在不斷優化資源配置的基礎上，確保儲能系統的科學有效利用。

儲能技術在現階段我國電網中的應用主要是進一步有效提高電能質量，提高電網運行過程中的穩定性，控制能源釋放的波動。儲能設備有效降低了損失，使商業企業可進一步獲得最大的經濟效益。隨著現階段我國風電場的發展，使得電力系統的電力結構得到了優化。儲能技術在輸電網的運行過程中起著非常重要的作用：首先，具有動態調節以及快速運行特點的儲能技術可進一步有效提高電網自身的穩定性；其次，節能技術可進一步最大限度地節約電網中的相應能源，使企業可在運營過程中進一步獲得可觀的經濟效益。

1 儲能技術在現階段新發電系統中的應用分析

1.1 化學儲能技術

鋰電池存儲技術是一種高效、高功耗的新型儲能技術，鋰電池主要由單電池、充電放電系統和電池控制系統組成。與鉛酸電池等儲能技術相比，具有較高的充電放電率和較高的安全性，且存儲能力可通過串聯大大提高

液體電池也是一種常見的化學儲能方法，在工業上也被稱為氧化還原流動元件，主要是一種高性能元件有效地分離正負極之間的電解液，并實現每個循環的儲能。實際輸出功率主要取決于電池面積和電池數量。增加電解質的體積或濃度可顯著提高儲存容量。液體電池的選擇更加靈活，可有效地實現大規模的能量積累和大電流工作，無需額外的保護措施，尤其適用于能源生產和儲存的新用途。與其他用于儲存化學能的技術相比，液體電池具有很高的輸出功率，響應效率高、能量轉換系數高、維護好、輸出穩定[1]。

1.2 電磁儲能技術

可分為超導儲能系統、超級電容儲能系統和連續熔鹽儲能系統。事實上，有許多問題受到自然和系統技術應用的限制，鑒于這三種技術的局限性，必須解決這些問題。其應用范圍不及機械儲能技術，且電磁儲能技術不能批量引進電網，需大量的人力及財力方面支持；相變儲能技術。主要利用相變材料的吸熱和發熱功能完成儲能技術，同時具有較高的能量密度。相變儲能裝置非常簡單靈活，易于操作。電蓄熱技術主要用于水和金屬蓄熱，熱水儲存技術是一種主要通過水儲存能量的技術，不僅易于管理，且價格低廉。金屬儲能技術的耐高溫和耐導熱是其優勢，它利用金屬作為儲能手段，通過固體和液體金屬的物理狀態反應來儲能。

1.3 超級電容儲能技術

是在雙層電化學理論的基礎上發展和總結的，這項技術的關鍵要素是電極。儲能技術在很大程度上取決于電極分離和吸附離子的能力，存儲電荷面積越大、電荷密度越高，電容器容量越大。該技術具有使用壽命長、功率大、節能環保等特點，一般用于短時、大功率、負荷穩定、電能質量好的峰值用電。

2 儲能技術在新能源發電系統中的合理應用

2.1 儲能技術在風電系統中的合理應用

瞬時功率系統平衡水平對新電網的穩定運行起著重要作用，儲能技術的應用可充分滿足有源和無源能源的需求，確保了可靠的運行。例如，超導磁存儲器（KME）技術可用于解決風電系統的電壓穩定性問題。通過該技術，系統可解決風速干擾和連接線短路問題。仿真結果表明，采用超導儲能技術后，電網故障后風電場將保持穩定，而且即使在風速擾動下也可穩定風電場的輸出功率，這項技術主要用于網絡連接的系統。通過建立PMI 模型和計算最優反饋矩陣，大大提高了輸出電壓儲能技術的穩定性[2]。仿真結果表明，飛輪儲能系統可在這一應用中發揮重要作用，而充放電操作可有效地解決這個問題。同時，SMES 裝置可適當地適應系統負載的變化，從而保持風系統的頻率，改善其不可用性。

風能的不可控發展是影響風系統穩定性的根源，應用儲能技術可調節風能的產生，提高風能的調度能力。級聯超級電容器和集電極系統的電路拓撲可用于穩定風能輸出，串并聯補償能有效調節空電輸出，抑制電壓降，提高風能不確定性，提高風電場穩定性。同時，可將飛輪存儲器元件連接到基于全功率逆變器的永磁同步風力發電機，如果采用這項技術，可進行模糊控制以穩定風扇的釋放[3]。

2.2 儲能技術在太陽能并網中的合理應用

連接太陽能電網的主要問題是系統能量平衡的瞬時水平，這可以通過能量積累技術有效地解決。在儲能技術的實際應用中，采用無源組合電源可在脈動條件下調節電池充電電流，例如太陽能儲能技術。該系統還可利用混合儲能系統來平衡系統的瞬時功率。在具體工作中，要合理調整管理結構和管理模式，充分發揮高性能高密度電容器與高能磷酸鐵鋰電池的結合作用[4]。仿真結果表明，這種混合儲能系統的應用對維持系統的穩定性起到了非常明顯的作用。超級電容-電池混合儲能技術是未來儲能技術的一個重要研究方向，對新型電力系統的發展具有巨大潛力。在目前的情況下這方面的研究和應用相對較少，須更加重視這方面的研究。

2.3 地熱發電技術

地熱能來自地球本身，從地核獲得的熱量可用作能源。雖然現代技術不允許直接使用地熱，但它可用于散熱，被轉換成熱能和電能，用于電力和供暖系統。為了保證地熱能的有效利用，提高電氣系統的環保水平，技術人員必須保證自己的技術水平，滿足新能源的應用需求，并專注于能源發電技術，總結工作中存在的問題，積累經驗，掌握相關技能，提高創新意識。

2.4 太陽能技術

關于從地球獲得的能量，太陽輻射是通過太陽輻射提供能量的主要成分。每秒的太陽能產生巨大的能量，其有效利用是相當可觀的能源[5]。

2.4.1 光電效應

當物質被特定電磁波照射時，內部電子在照射作用下形成。太陽系由電池和發電機組成，由控制器支持；電池。目前，太陽能電池被用于生產各種類型的電池，包括晶體硅電池，可分為單晶電池和多晶電池。部分缺陷，復合膜可污染環境，應用數量相對較少；太陽能電池板。單軸模塊為太陽能組件提供支持，可有效提高系統運行效率，固定部件可進一步提高工作效率，雙軸跟蹤單元可提高效率達30%。為了確保太陽能的效率，安裝過程必須嚴格控制。

2.4.2 逆變器

不同類型的逆變器在功能上不一樣，其中串行逆變器組中MPT 電路較多，構件建設成本高，需要更多的操作點，更適合山區；太陽能發電廠。壓力調節技術運行中的太陽能發電廠取決于電壓系數，使用SVC 可進行調節，在恒功率、恒壓等模式下可有效使用。一般來說，在調壓時，靜電功率控制日常運行條件并對動態變化做出反應。如果系統電壓高于額定電壓，則恒功率控制難以滿足電壓調節要求，必須控制恒壓模式。

2.5 PID 效應

如果電位長時間處于某一狀態，太陽能組件將逐漸減弱。長期在高壓下工作會影響元件的性能，由于功率因數的影響，效率將降低50%以上。當溫度和濕度較高時，PID 效果將進一步改善，這里必須采取有效措施：首先，使用新技術來削弱PID 的影響；其次，優化生產工藝，提高EVA 的耐久性，減少PID 效應的影響。

2.6 新儲能技術發展現狀分析

所謂儲能就是利用特定物質通過化學或物理手段有效地儲存能量，然后在需要時以特定形式釋放出來。因此，重復儲存和釋放的整個過程叫做能量儲存。隨著科學技術的不斷發展，世界上儲能技術的形式越來越多，為經濟的穩定發展增添了一點新鮮血液。新能源產業的出現也伴隨著新能源存儲技術的出現，所謂的新能源是太陽能、風能和地熱。

隨著時間的推移，相關科學家正在加大對新能源技術的研究力度，新的儲能技術在一定時期內發展迅速。然而，創新發展的信息仍然不足。事實上，目前中國儲備能源缺乏足夠的政策支持和嚴格的行業標準。這些因素的存在，在一定程度上制約了國家新能源技術創新能力建設，在很大程度上制約了阻礙能源的普遍傳播和應用。為了確保我國能源積累技術的穩定和可持續發展，新能源產業必須引進創新的能源積累技術，使其更全面、更實用。

3 儲能系統優化配置與控制的有效策略

3.1 儲能系統的組成和結構分析

當前的各種儲能系統中，高密度存儲器件有更廣泛應用的前景。此外，超電容器元件的應用可提高現有電氣系統的質量。通過將超功率控制與電力系統管理將提高整體管理效率。在循環設計的支持下，可有效地控制電網中的電能質量。同時，在太陽能電力系統的支持下，在混合儲能系統穩定運行的基礎上進行功率定性分析，從而提高系統的使用壽命，優化蓄電池存儲系統。

3.2 儲能系統的優化配置

備用系統的最佳配置必須滿足穩定和高質量的電力需求，使電力波動盡可能穩定。考慮到經濟和技術方面的考慮，加強了內部能力，以滿足目前儲存能源的需要。同時，要繼續開發新能源，認真研究交通特點和電力系統數據，嚴格考慮載荷曲線和特性，不斷推進新一代潮汐動力系統組合優化過程，獲得完整的科學動力系統。

3.3 儲能系統控制策略分析

一旦儲能系統的配置完成，還需要對補償問題進行合理的研究。儲能系統得到有效控制，成為整個系統的核心。為了滿足不同情況下的需要，必須利用儲能系統的高強度放電特性。網絡轉換器設計的進一步改進使有功功率控制成為可能，存儲系統的總功率可通過滿足輸入和輸出電流而實現。同時還能進一步控制電網和儲能器的穩定性，提高儲能系統的內部自主性。通過主動無功電流控制，提高了儲能系統的功率補償和可靠性。多級控制提高了整個網絡的自動控制能力，通過應用程序的引進和推廣來應對共同監管的新挑戰。

3.4 貫徹可持續發展理念

今天，全世界越來越重視環境保護和節能。能源積累技術的發展還應著眼于保護環境以利用資源，實現可持續發展的理念。節能技術的研究和開發應著眼于從環保的角度提高能源質量，同時考慮到低消耗能源和效率。同時，儲能技術應考慮環境保護與提高儲能技術效率相結合的可能性，建立可再生能源再生系統，為新技術的長期供應提供新的想法和技術支持。

4 結語

在當前能源緊缺的形勢下，倡導綠色節能措施，使用新能源將成為各地區發展的必然趨勢和國家發展的必然選擇。在現階段，新能源的應用涉及許多問題，如新能源本身的不確定性、諧波，由電子設備在電力系統中產生，導致新能源的運行系統非常不穩定。應用儲能技術可有效解決這些問題，相關專業人員將加強對該技術的研究和應用，充分保障新能源系統運行的穩定，從而促進我國電力工業的健康發展。

目前，新能源在電力系統中的應用依賴于設備和系統，從而實現了能量轉換過程，提供電力供應系統所需的電力，有效補充現有電力，減少消耗不可再生資源。結合現代儲能技術，目前正在研究開發新能源，以滿足日益增長的社會中的電力能源需求。在應用現代新能源技術的基礎上，進一步開發國家的各種能源資源，電力系統必須不斷應用這項技術，才能在環境改革方面取得進展。