新能源电力系统中的储能技术探讨 朱军军

发表时间:2020/9/22   来源:《基层建设》2020年第15期   作者:朱军军
[导读] 摘要:作为国家电网运行过程中的的重要组成部分,储能技术能够助力企业有效进行需求侧管理,满足了人们对新能源电力的长期需求。
        浙江省通信产业服务有限公司嘉兴市分公司  浙江省嘉兴市  314000
        摘要:作为国家电网运行过程中的的重要组成部分,储能技术能够助力企业有效进行需求侧管理,满足了人们对新能源电力的长期需求。储能技术正在向着低成本、高效率的运作方向发展,在电力系统中发挥着质量管理和电压补偿等至关重要的调节和控制作用,有效保证了新能源电力系统的安全性和稳定性。
        关键词:新能源;电力系统;储能技术
        近些年,我国的环境问题不断的出现,人们对于环境的破坏以及资源的浪费问题引起社会的高度关注。由于资源的大量摄取以及生态环境的破坏,能源危机问题迫在眉睫,需要社会加强重视的力度。作为我国的能源部门,为了改善这一问题,最近几年加强了对内部技术的研究与投入,很多新能源逐渐地被应用到各个行业中。其中电力企业在新能源发展的过程中研发了很多的创新技术,这是保证电力系统运行稳定发展的关键。但是由于一些可再生新能源在使用的过程中也会存在一定的问题,因此需要企业高度的重视,加强研究,避免出现间歇或者随机的现象发生,从而导致电力能源的生产受到影响。
        1新能源电力系统中储能技术具有的作用
        所谓的新能源电力系统是在传统电力系统的基础上,通过高新技术的应用进行系统运行的改革与创新,最终实现新能源与储能技术的合理应用。这样的电力系统运行的自动化效果非常强,可以及时地应用系统运行中的不同问题,同时以最快的速度进行电能的吸收,最终保证吸收的电能以最合理的方法运输到需要的部件之中。将新型的储能技术合理地应用到新能源电力系统中最大的特点就是在保证运行稳定的前提下,降低对能源的损耗,实现电力企业经济效益的最大化。另外,将压缩空气、抽水压等储能技术的应用还可以将时间进行多个轴承板块的划分,然后进行精细地规划运行,为电力系统的稳定运行起到很大的作用。最终,实现电力系统运行的优化,为电力能源行业的健康发展提供很大的技术支持。
        2现阶段新能源电力系统中对储能技术的应用分析
        2.1物理储能
        物理储能的优点是大规模、低成本和周期长,能够为大规模大发电系统提供长期的电力支撑。物理储能方式主要利用空间中的的天然资源,具有绿色环保和持续的特点。但其缺点就在于建设的需求众多,必须准备专门的场地且有地理条件需求。常用的物理储能方式有三种:抽水储能、空气压缩和飞轮储能。抽水储能的能量转换率较高,储能容量大且运行费用低,需要在海水环境中进行运作。由于抽水储能的运营方式灵活和供应稳定,抽水储能不仅是一种基本的发电方式,还是备用电力的主要组成部分。空气压缩储能的安全系数非常高,在解决大规模发电项目的平滑输出问题方面效果显著,但空气压缩储能的场地对地质条件有着特殊的要求。在空气压缩储能工作过程中,首先需要进行储能步骤。储能工作就是压缩机利用风电机组多余的风电进行基本运作,进行空气的压缩和降温工作。进行压缩和降温处理后的空气需存放在废旧或新建的油气矿井中,以备释能工作使用。其后,释能工作使用升温装置将高压空气升温,借助升温的气体来进行燃烧室物质的助燃,燃烧后的气体则会推动燃气轮机,最终由燃气轮机来带动发电机进行最后的发电工作。飞轮储能的主要运作方式与空气压缩储能相似,分为储能和释能两个部分。其主要电力获取方式是将飞轮旋转的机械能转化为可用的电能,具有清洁高效和能量获取迅速的特点。
        2.2化学储能技术
        2.2.1铅蓄电池
        铅蓄电池是利用铅在不同价态之间的固相反应实现充放电的一种蓄电池。它具有成本低廉、产业制造体系成熟、安全性能好等优点,占据市场的主导地位,但也有充电速度慢、能量密度低、循环寿命短的缺点,为提高铅蓄电池的性能,目前已发展出铅碳电池、超级电池、胶体电池等新型铅蓄电池。


        2.2.2锂离子电池
        锂离子电池是以锂离子为活性离子,充放电时锂离子经过电解液再正负极之间脱嵌,将电能储存在嵌入锂的化合物电极中的储能技术。它与传统蓄电池比,具有能量密度高、自放电率低、额定电压高、倍率性能好、循环效率高,但其存在缺点如:成本相对传统蓄电池高、耐过充/放电性能差、保护电路复杂等。目前市场应用广泛的产品中,可将锂离子电池按照正极材料化为磷酸铁锂电池、镍钴锰酸三元锂电池和锰酸锂电池等,磷酸铁锂电池具有稳定性高、循环寿命长、安全性好等特点,钛酸锂电池具有低温性能好、倍率高、稳定性好、安全性高等特点,镍钴锰酸三元锂电池具有能量密度和功率密度均较高、寿命长的特点。
        2.2.3钠硫电池
        钠硫电池是以陶瓷管为电解质隔膜,并分别以金属钠和硫为负极和正极的熔融盐二次电池。钠硫电池具有能量密度高、环境温度状况不敏感、循环寿命长、功率特性好等特点,是大规模兆瓦级化学储能中性能最成熟并已实现商业化运营的技术。但目前仍存在长期运行的可靠性、规模化成套技术能力、制造成本等瓶颈问题。
        2.2.4液流电池
        液流电池通过反应活性物质的价态变化实现电能和化学能之间的转变,实现能量存储功能。它具有输出功率和容量相互独立,系统设计灵活;寿命长,运行稳定性和可靠性高;能量转换效率高,启动速度快;自放电率低;过载能力和深度放电能力很强;选址灵活,维护简单,运营成本低等特点。液流电池可分为全钒液流电池、锌溴液流电池、铁铬液流电池、多硫化钠溴液流电池等体系,但以实现商业化应用的主要为全钒液流电池、锌溴液流电池。但整个液流电池储能技术还需持续改进。
        2.3电磁储能
        电磁储能的主要储能方式是将电能转化为电磁能,然后放置在电磁场容器的储能方式,储能效率较高。主要的电磁储能方式为超导磁储能和电容器储能两种。电容器储能能够直接储存电能,适合短时间的电能储存,相对来说安全性和稳定性较高。超导磁储能方式利用超导线圈运作过程中直流电产生的磁场来进行电能的储存,且储能基本无损耗,适合长期储能。
        3当前储能系统优化配置和控制的有效策略
        对于储能系统而言,在对其配置进行完成后,就要科学有效的分析其补偿效果,这样能够利于储能系统得到科学有效的控制,还能进一步成为整个系统不可缺少的重要核心内容,为了能够对市场发展过程中的需求给与满足,对储能系统大功率进行全面控制的基础上,还要对应用其放电强等相关特点,不断提高并网变流器的设计工作,合理控制其功率,这样才能对输出输入的实际需求给与满足,加强储能系统复合能力。与此同时,在对电网稳定性进行控制的基础上,还要控制器储能装置,加强储能系统中所有的内部自控能力,在一定程度上能够生成有功或者无功等电流指令,提高储能系统公路补偿,加强其稳定性,结合多方面的管理,就能全面提升电网自身的自控能力,结合输入以及输出的全面应用,就能积极处理好联合调控问题。
        4结语
        通过对上述的内容分析得出,我国现阶段应该全面加强应用以及创新方面的研发,这样能促进能源稳定性,还能促进电能质量的进一步提高,对功率波动问题进行科学处理,与此同时结合多种并网技术的运用,就能推动新能源电力吸引实现规模化发展。
        参考文献:
        [1]朱永强,郝嘉诚,赵娜,王欣.能源互联网中的储能需求、储能的功能和作用方式[J].电工电能新技术,2018,37(02):68-75.
        [2]赖泽荣.储能技术在可再生能源电力系统中的需求和应用[J].江西电力职业技术学院学报,2017,30(02):3-6+9.
        [3]李建林,田立亭,来小康.能源互联网背景下的电力储能技术展望[J].电力系统自动化,2015,39(23):15-25.
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