解放军陆军勤务学院 重庆市 401331
摘要：近年来，新能源的发展速度不断加快，国家也对新能源的开发和利用提供政策上的支持，越来越多的风力发电系统和光伏发电系统并入电网。在新能源的并网过程中，通过在出口侧安装储能装置，可以平抑输出功率的波动，一定程度上将新能源产生的电能转化为可调度的电能，有助于减少对电力系统的冲击，提高电力系统的运行稳定性。由于新能源发电具有随机性和不可控性，并入电网后必然会对电网整体调度和控制产生一定影响。储能技术能够很好地解决这一问题，因此将储能技术应用在新能源发电中具有一定的实用意义。
关键词：储能技术；新能源发电；应用
太阳能、风能、潮汐能等大多数的可再生能源发电具有不均匀性和不可控性，输出的电流、电压等参数会随时发生变化。受到外界的光照、温度、风力等的影响时，微电源相应输出的能量也会发生变化。为了提高大电网运行的安全性和稳定性，需要在分布式发电设备中装配储能装置，由此亟需研究储能技术在新能源发电系统中的应用来确保系统的安全稳定。从而确定当这些能源转化为相应的电能后，应该利用怎样的储能技术来进行更好地储存能量。新能源的利用技术越完备，对今后人类的发展越有利，从而可以使电力系统可持续发展和健康发展。
一、概述
目前储能主要分物理储能技术和化学储能技术：物理储能技术中包含抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能技术，其具有功率密度大、响应速度快、循环周期寿命长的优点，但能量密度小、自放电率高，对于环境的要求也较高，虽成本低廉，也很难进行广泛应用。化学储能技术包括超导储能、超级电容储能、高密度电容储能、电化学储能。其中电化学储能以电池为主，有铅酸、镍氢、锂离子、钠硫、液流等多种形式。具有能量密度大、储能时间长的优点，化学储能因其布置相对方便，具有较大应用前景，现在电力系统中有推广价值的是全钒液流电池；由于电动汽车的拉动作用，锂离子电池发展比较快。从储能规模角度分类可将储能技术分为集中式储能和分布式储能两种。集中式储能包含抽水蓄能、大型压缩空气储能；分布式储能包含电池储能、微型压缩空气储能、飞轮储能、超导磁储能和超级电容器储能。按照使用的储能技术种类数量划分，储能技术可分为单一储能技术和混合储能技术。单一储能技术目前还很难做到同时满足不同应用模式的需求。充分利用容量型储能和功率型储能的技术互补性，可用混合储能满足不同层次的技术需求。目前，混合储能已成为国内外学者研究的热点之一，并在实际试点工程中得到应用[1]。
相比于储热技术，储电技术对于市场的应用具有广阔前景，同时新能源发展与电动汽车行业的高速增长也对储电技术有较高要求。此外，储电项目的投资较光热电站相比低廉很多，而且还可获得项目方的批准。人们通过发展风力发电和太阳能电池板的开发利用也可以积累相应的经验。近年来，我国更多向风力发电和太阳能电池板的储电技术发展。
二、新能源并网存在的问题
由于风能本身的随机性和波动性，风电出力表现出很大程度的波动性和不确定性；同时风能的不可控使得风电的弱致稳性和弱抗扰性缺陷日益明显。在我国风电大规模开发、远距离输送的现实背景下，风电出力的上述特性对电力系统的供电充裕性和运行稳定性的影响更为严重；此外，电网薄弱地区的电压稳定性问题和有功备用不足电网的频率稳定问题也值得关注，风速的随机变化和风机本身特性，以及风电系统中电力电子器件应用，带来电压暂降、谐波等电能质量问题。风电机组的低电压穿越问题也值得关注，故障发生时，若风电机组大规模同时从系统解列，可能导致连锁反应，严重影响电网的安全运行。
同样，光伏发电大规模接入公共电网后，其出力的波动性使得电网常规的调度及控制策略难以适应，电网自身的运行调整与控制能力被削弱，给电网安全稳定运行带来新问题。储能作为能量的转换手段，提供了能量高效利用和灵活转换的方式，可以在一定程度上改善可再生能源电源的出力特性，为新能源并网问题的解决提供了途径。
三、储能技术在新能源发电中的应用
1、提高系统运行稳定性。由于电力负荷曲线受昼夜影响和季节性影响导致变化较大以及负荷的不可控性，增加了制定相应发电计划和调度计划的难度。 而储能技术可以优化系统调度和增强发电站应对负荷突变的能力，保证电力系统工作的稳定性。利用储能装置在用电低谷时，储存发电厂多余电量，而在用电高峰时期，储能装置向电网输送电能来应对负荷的需求，达到对负荷削峰填谷的目的[2]。在系统因事故而导致大规模停电时，储能装置可以作为不间断电源为负荷提供电能并在黑启动时作为电源为发电厂提供用电。因此储能技术对于维持电力系统安全、可靠及稳定运行具有重要的作用。
2、改善电能质量。新能源发电系统将电能输入电网时需要进过整流、逆变等过程，系统含有大量电力电子元件，也就不可避免的产生大量谐波，并且系统发出功率具有波动性，致使输出电压存在偏差，严重影响了电网电能质量。而储能装置能够改善电能质量，利用储能装置进行无功功率和有功功率补偿，可以有效改善电压偏移。通过储能装置进行谐波补偿可以有效实现有源滤波，消除谐波。张红敏,张博等[3]提出了一种基于超级电容器储能的电能质量调节装置， 利用光伏系统所产生剩余电能和超级电容器快速响应的特点，能够对电网中多种电能质量问题进行有效治理。由此验证了储能技术在有效改善电网电能质量方面上的可行性。
3、提高新能源发电消纳能力。电力系统具有同时性，即发电量与负荷量时刻保持相同。而新能源发电本身所具有的随机性与不可控性导致了系统出力不均衡，影响电力系统的运行，造成弃风、弃光、弃水现象，降低了新能源的利用率。 储能技术对于提高新能源发电消纳能力具有重要的作用[4]，为实现最大化能源利用，通过储能装置存储新能源输出电能可以起到缓冲作用，使储能技术改变新能源发电出力在时间尺度上的不均衡，优化电网调度，提升系统出力的可控性。随着新能源并网数量的不断增多，结合能源分布和多元化的特点、电网侧的响应调节以及储能装置的容量，使新能源发电，电网和储能装置相互补充，能够更好地促进新能源的开发和利用。
随着社会环境保护意识的不断增强，人们对于新能源的开发利用也投入了更多的关注度，新能源的发展不但找到了解决常规能源危机的新方向，也对今后环境的改善有着极大的益处。对于新能源的开发与利用过程所存在的问题，国内外学者仍在进行多方面的研究与探讨。随着混合储能技术的不断发展和新型发电储能一体化技术的不断优化，现有发展所遇到的瓶颈也会有所突破。
参考文献
[1]李逢兵. 含锂电池和超级电容混合储能系统的控制与优化研究[D].重庆大学,2015.
[2]黄丁顺,汪亚明,屠荣平.电池储能系统的动态模型及其控制特性分析[J].电气应用,2014,33(13):42-47.
[3]张红敏,张博,张依强.智能电网背景下新能源发电的挑战与机遇[J].山东工业技术,2016(02):155.
[4]廖怀庆,刘东,黄玉辉,于文鹏,翁嘉明,尤毅,张宇.考虑新能源发电与储能装置接入的智能电网转供能力分析[J].中国电机工程学报,2012,32(16):9-16.