新能源电力系统中的储能技术探讨论文_孔令熙

新能源电力系统中的储能技术探讨论文_孔令熙

(中国电力工程顾问集团新能源有限公司西安分公司 陕西西安 710032)

摘要:近年来,我国新能源电力系统快速发展,已经逐渐成为了电力系统的主力军。储能技术是新能源电力系统中的关键技术,也是难点技术之一。只有发展好电力新能源储能技术,才能从根本上推动整个电力行业的发展。因此,本文就此做了深入的分析与探讨。

关键词;新能源电力;电力系统;储能技术;发电效率

1、新能源电力系统中的储能技术概述

在我国新能源技术的下的电力系统中,逐渐开始加强了对储能技术的应用,这种储能技术能够有效的提升电力系统的供能效率,达到低储能高发电效率的效果,有效的控制电力传输的波动性,提升了电力系统的供能质量,大大降低了电力输送过程中的能量损耗,对于电力企业提升经济效益有着较为积极的意义。这一点在风力发电系统中尤为明显。就风电新能源电力系统而言,大规模的风力发电场群的建设使得电力企业获得新能源的途径得以扩广,优化了电力系统的能源结构,有效的提升了复杂的电力系统运行的稳定性。由于风力能源具有不稳定性、能量密度较小,必须将风力能源有效的储存起来,才能更好的将风力能源应用于电力系统中。因此,运用储能技术,能够灵活的调节电力性能,为电力系统提供较为稳定、充足、及时的风力能源,能够快速响应电力系统的需求,使得在电力系统中新能源稳定能够的发挥其作用。另外,新能源下的储能技术能够有效的降低电力系统的发电成本,提升电力企业的发电效率,具有一定的经济性。

2、新能源电力系统中的储能技术

2.1压缩空气储能技术

在所有的储能技术中,空气压缩的储能技术是一种单体容量超过百MW的储能技术,其储能效率较高,这一特点除了空气压缩储能技术具备之外,只有抽水蓄能这种储能技术具有这一特点。除此之外,空气压缩的储能技术相比抽水蓄能技术来说,具有能量可储存时间长、投资成本低、发电成本低、资本浪费少等特点,在模块化智能变电站中也有所应用。压缩空气的储能技术主要用于平衡电力系统的负荷、调节控制发电频率等方面,尤其适用于解决大规模集中新能源发电的平滑输出问题。

2.2飞轮储能

在储能技术的应用领域,飞轮储能是一种较为常见的储能形式,主要动过电动机的电力资源供给,使飞轮保持在快速转动的过程中,并且将电力资源通过有效的转化进行储存,以此保证电能资源所转化成的动能可以有效的应用于其它能耗领域。飞轮储能系统的应用还必须使用圆柱体物质进行发电性能的维护,使飞轮可以在旋转的过程中更加有效的按照轴承技术的特点进行能量的有效储存,并且保证飞轮所储存的能量可以有效的应用于后续的维护工作领域。在进行飞轮设备后续技术性处理的过程中,飞轮所储存的能量更加便于直接应用于能耗领域,并且有效的降低飞轮设备的使用寿命。在进行飞轮设备符合性因素研究的过程中,飞轮可以将功率密度进行合理的调节,并且使飞轮的能量密度保持在较低的水平,使后续的飞轮储能工作可以通过储能时间的调整实现电网系统的合理控制,保证全部的储能工作可以有效的结合电网系统的吸引力特点加以技术设计,并且保证电压资源处在较为稳定的运行状态。

2.3压缩空气储能电站

德国最先发明并建成了压缩空气类型的储能站,这种储能站将储能效率提升了70%,非常值得建设与使用。需要主要的是,压缩空气储能站中的储能技术主要是针对热量进行的,采用压缩空气的方式进行是防止剩余能源的直接排出,如果能源直接排出不仅浪费能源还会造成环境污染。而将压缩空气储能站中的剩余能源进行处理后还可以再次投入使用,因此,有效的降低了能源成本,节省了发电系统中的资金投入。

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2.4电化学储能

电化学的储能技术是通过一定的化学反应将化学能源与电力能源相互转换,从而进行能量储存的一种方式,在这种储能技术中,主要的能量载体就是电池,由于电化学储能方式是目前人们日常生活中接触最多、最为常见的一种储能方式,其在人们的生活中能够根据人们的需求进行灵活的配置,受地理因素影响很小,因此可以广泛的应用于电能储存中,但是这种方法也具有一定的缺点,例如,电池的使用寿命较短,但是制作与使用成本相对较高,这些问题都亟待解决。目前,锂离子电池、钠硫电池、锂硫电池、钠氯化镍电池等类型的电池都是重点研究的对象,尤其是钠硫电池和全钒液流电池两种类型的电池尤其适用于大规模电化学储能技术发展中。除此之外,很多电动汽车中的锂离子电池也有可能应用于未来的大规模发电中。另外,有专家提出了液态金属电池的新型电化学储能技术的概念,并得到了广泛的关注,这种电池的制作和使用成本较低,能量转换效率较高,在将来有希望广泛的应用于电化学储能技术中。

3、新能源电力系统中的储能技术的应用

3.1在光伏并网中的应用

系统瞬时功率平衡水平问题是储能技术应用于发电系统中时存在的主要难题之一,在光伏并网中运用储能技术,在很大程度上能有效的解决这一难题。在光伏并网负载功率等脉动形势下,可有效应用储能技术的无源式并联储能方案,使得蓄电池的充放电电流更加平滑。无源式并联储能方案通常应用于独立光伏系统。对于新能源电力系统的运行稳定性问题,适当的应用混合储能系统,可以有效的提高电力系统的运行稳定性。

3.2在风能电力系统中的应用

新能源电力系统的运行稳定性在很大程度上依赖于系统的瞬时功率平衡水平,在新能源电力系统中运用储能技术可满足电力系统的无功和有功功率的需求,对系统的瞬时功率平衡进行优化,保证新能源电力系统的运行稳定性。比如,储能技术应用于风电系统中,可有效的解决该电力系统的电压稳定性问题该电力系统的电压稳定性问题。在该电力系统中运用的储能技术是超导储能技术,主要针对风电系统中的联络线短路以及风速扰动问题进行有效的解决。根据相关的仿真资料表明,风电系统中应用超导储能技术,若风电系统出现网络故障,则超导储能技术能对网络故障进行有效解决,并保证风电场的稳定;在风电系统的风力受到扰动的情况下,超导储能技术可保证风能电力系统风电场的输出平滑。根据大量的仿真试验数据表明,串并联型超级电容器储能系统可对风电出力的平滑性进行有效的改善,解决电压下降、风能不确定性等问题,使得风电场稳定性得以提高。

4、结语

总而言之,随着新型能源与储能技术的发展,我国未来的能源结构必将向更加环保、更加健康的方向发展,会成为我国电力生产变革的主力军,支撑人们的日常电力需求。储能技术能够有效的提升电力系统的运行效率,避免能源浪费。同时,对于提升电力质量,避免发生线路损耗以及线路故障等,促进电力系统的稳定运行。因此,在储能技术的发展中,其将在光伏并网与风能电力系统中得到广泛的应用。

参考文献

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论文作者:孔令熙

论文发表刊物:《电力设备》2018年第15期

论文发表时间:2018/8/22

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