新能源发电系统中储能系统的应用分析

来源:用户上传      作者:

　　【摘  要】间隙性和随机性是新能源发电的缺点，而这些缺点正成为阻碍其深度发展的障碍，难以保障平稳的发电功率。储能技术的发展和应用能弥补新能源发电的缺点，使大规模新能源发电的并网运行更加安全可靠。储能系统还能在电力系统负荷低谷时储存电能，负荷高峰时释放电能，以缓解电力供应巨大峰谷差的压力。
　　【关键词】新能源;发电系统;储能系统
　　1储能技术的作用分析
　　1.1提高电能质量
　　新能源发电并网运行，需达到电网对电能质量的要求，可以通过控制并网逆变器来改变微电网输送至电网的有功和无功，提高电能质量。在孤岛运行下，新能源发电功率的输出受天气变化的影响很明显，波动较大，储能装置可平抑功率波动，维持母线电压的稳定，解决诸如电压暂降等电能质量问题。
　　1.2电力调峰
　　负荷量始终是波动变化的，目前电能生产和消费的策略是即发即用，这样容易导致为满足峰值需求而过多安装发电机组，造成不必要的浪费。储能系统可有效解决此问题，在负荷低落时吸收多余的电能，在负荷高峰时释放电能，达到削峰填谷的效果。
　　1.3短时供电
　　目前形势下，能源危机日益加重，全球多次出现大范围的电力短缺的现象，大范围停电对生产和生活会产生极为恶劣的影响。在并网运行的时候，当电网发生事故，新能源发电可断开与电网的连接，进入孤岛运行模式，但这中间往往存在一定的功率缺损，通过控制储能系统的双向功率变换器，可以利用储能装置，很好地填补这些缺损，实现并网模式到孤岛运行的平滑切换。另外，由于新能源发电受天气的影响很大，储能系统可在无风无光或弱风弱光的极端天气来供电，维持负荷的正常运转。
　　2常用储能电池的应用及工作原理分析
　　2.1锂离子电池
　　随着创新型锂电池电极、电解质的出现，以及锂电池生产技术的不断优化发展，使锂电池的生产成本不断降低，从而拥有良好的经济性，进而促进了锂电池在电力系统的大范围应用。锂离子电池拥有很多优点，其体积小、重量轻、能量密度大、寿命长，可提供短时大输出功率，但是由于在过冲、短路、冲压、穿刺等滥用条件下极易发生爆炸，安全性是其最大的缺点。
　　2.2铅酸电池
　　铅酸蓄电池以二氧化铅作为正电极，铅为负电极，中间介质是水和硫酸，在充放电时发生氧化还原反应，于电池内部形成电流，过程是可逆的。铅酸蓄电池是目前运用最多的电池储能装置之一，广泛运用于电动车及新能源发电的储能系统，其制造技术成熟，可大规模生产，但是体积较大，充放电的电流不宜剧烈波动，温度适应性不高，环境污染大，由于目前全球对于可持续发展的追求，铅酸蓄电池将会逐渐被其它高性能的电池所取代。
　　2.3钠硫电池
　　由熔融液态电极和固体电解质组成的，负、正极均为活性物质，分别是熔融金属钠、硫和多硫化钠熔盐。钠硫电池优点：比能量高;可大电流、高功率放电;充放电效率高。缺点：工作温度较高;充电模式下需要周期性的离线度量，以便得到平均值;需要对电池的壳体进行严格的抗腐蚀处理。安全性方面，因陶瓷隔膜属于易碎部件，若隔膜损坏则容易引起火灾、爆炸等事故。
　　3储能技术在新能源发电系统中的应用分析
　　3.1混合储能应用于光伏电站
　　所谓的混合储存，就是在传统光伏的基础上，增加储能元件，进而形成一个并网光伏系统，能够调控电流值的大小与方向，控制储能原件充电放电、工作，也可以最大程度的确保功率平滑输出。太阳能发电过程中出现的随机性不可控制性都得到了有效的解决，也保证电网能够安全稳定的运行。
　　3.2储能技术应用于风力发电机组、风电场
　　如果一个地区的风电场数量较多，那么如何提高风电场的稳定性以及电能质量，解决低电压穿越就成了风电场最主要的问题之一。首先要安装储能系统，放置在变流器附近，这样能够有效提高输出功率的稳定性。此外，安装双向的变流装置也是非常有必要的，每个风电机组都必不可少。还要借助一定的方法，控制发电机组，降低功率，使功率平滑缓慢，这样才能对功率起到缓冲作用。即使在极端条件下，电网的功率也能满足所有的要求，并把多余的电能吸收储存，这样不会对风电机组产生伤害，也提高了电压的穿越能力，这种储能技术能够进行动态调节在第一时间做出响应，确保电力系统安全稳定的运行。
　　3.3风、光、储联合发电
　　自然资源包括风能和太阳能，这也是應用较广泛的发电能源。现在出现了储能发电，这三者是互补的关系，能共同构建一个完整的发电系统。因为风能有很强的随机性间歇性，太阳能也不够稳定，不能平稳的输出功率，所以需要储能发电，这样才能优化能源结构。在运行的过程中，如果风能太阳能系统负荷需求小，出力大，就可以借助储能装置充电。如果风能太阳能系统需求比较大，出力小的时候，储能装置就可以在一定程度上进行放电，这样也能确保功率能够平滑输出。
　　4分析大规模储能技术发展实现途径
　　4.1转变观念
　　促进新能源与储能技术的共同发展在新能源发电发展缓慢的阶段，储能和发电属于两个不同的发展空间。但在政策的引导下，新能源发电发展迅速，开始应用在传统的电网调控中，风、光发电已经落后于时代。在这个过程中也提出了新的观念，那就是储能发电，这也是新能源发展过程中衍生出来的新思想新产物。目前新能源包括多个方面，储能、风光、光伏等。国家要提出具体的政策大力支持新能源储存技术的发展，例如优惠政策，减免新能源储存发展过程中的经济压力，这样才能促进储能技术的发展。
　　4.2电网需要适应大规模储能装置的应用
　　没有互联网，存储技术无法发展，阻碍了传统电网离开储能技术适应新能源的发展。在电网大量应用大功率储能技术，提升了电力系统稳定性，替代了电网备用容量调峰调频。大规模储能装置的接入，对电力系统的设计、控制、调度、规划等都有很大影响，所以要把握动态的特性，分析非线性电池过程和元件的作用。
　　4.3多种措施促进储能技术的发展
　　（1）政策支持。国家应该合理的制定电价，提出相关的政策。严格区分废气电、高低品位电的价值以及价格。相信政策在实施的过程中，储能产品就能获得更多的资金，这个行业也能迅速发展。
　　（2）资金支持。为储能技术提供专项的资金支持，如压缩空气、电化学储能技术等。为他们提供更多的研究资金，扩展研究平台。
　　（3）产业技术自主提升，对储能技术的应用起到促进作用。
　　（4）新能源场站采用先进的储能技术要积极主动，对弃风、弃光现象的发生都会减少。
　　5结语
　　未来新能源会成为主要的发电源，而风光储稳定发电系统也能实现动态调节有效的控制电力系统，确保功率传输平滑稳定，最大程度的提高电能的质量，相信在未来会取得更好的效果。
　　参考文献：
　　[1]武国梁.储能技术及其在可再生能源发电中的应用[J].内蒙古科技与经济，2017，（20）：93-95.
　　[2]何英春.新能源发电系统中储能系统的应用分析[J].区域治理，2018，（10）：177.
　　[3]高毅.新能源发电系统中储能系统的应用分析[J].城市建设理论研究（电子版），2018，000（012）：P.60-60.
　　[4]刘胜永，张兴.新能源分布式发电系统储能电池综述[J].电源技术，2012，36（4）：601-605.
　　[5]王晓.新能源发电储能系统研究[J].中国化工贸易，2017，9（18）：242.
　　[6]朱耿峰.储能系统提高新能源发电接入电网能力研究[J].信息系统工程，2018，（7）：25-26.
　　作者简介：
　　赵国帅（1990.9-），男，河南商丘人，华北水利水电大学电气工程及其自动化专业学士。
　　（作者单位：国家电投新疆能源化工集团吐鲁番有限公司）
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-14925197.htm