应用场景下新能源电力系统储能技术 胡园亭

发表时间:2021/7/12   来源:《基层建设》2021年第12期   作者:胡园亭
[导读] 储能技术是新能源发展方面的一个重要领域,无论是哪一种能源形式,都需要有储能技术来提供支持,如此才能得到更好的应用与发展。传统储能技术没有考虑到多重应用场景

        深能南京能源控股有限公司  江苏省南京市  211200
        摘要:储能技术是新能源发展方面的一个重要领域,无论是哪一种能源形式,都需要有储能技术来提供支持,如此才能得到更好的应用与发展。传统储能技术没有考虑到多重应用场景,储能效果较差,为此提出多重应用场景下新能源电力系统储能技术。利用高通滤波器原理对两个储能装置分配储能功率,确定新能源电力系统储能容量。新能源电力系统储能过程中浪费的电能少于传统技术。
        关键词:新能源;电力系统;储能技术


        引言
        在新能源所提供的强力支持下,需要大力推动新能源电力系统方面的发展,以此满足日益增长的社会用电压力。储能技术是实现可再生能源高效利用、可持续发展的关键技术之一,是新能源产业运行中必须具备的关键技术,其作用是将在新技术基础上开发出来的新能源转化成的电能进行存储。目前新能源电力系统储能技术没有考虑多重应用场景,在对能源转换过程中仅针对特定的新能源,新能源电力系统存储容量较小,在实践应用中经常出现能量浪费现象,并且浪费的能源量较多,已经无法满足新能源电力系统储能需求,为此提出多重应用场景下新能源电力系统储能技术研究。
        1多重应用场景下新能源电力系统储能拓扑结构设计
        新能源电力系统储能技术主要是吸收波动的新能源,在储能过程中既要能吸收突然变化的能源功率,又要存储足够的能源来提供电能支撑,此外还要支持多重应用场景,因此此次设计一款锂电池和超级电容相结合的混合储能技术,可以同时提供大功率和高能量输出。由于此次设计的储能技术融合了锂电池和超级电容,为了保证两种电池能够协调运行,将新能源电力系统储能结构设计为分布式拓扑结构。分布式储能单元由超级电容器和锂电池组两部分组成,超级电容器直接耦合在新能源电力系统的直流母线上,锂电池组经过DC/AC逆变单元与超级电容器并联,在储能过程中两个储能器互不干扰。该拓扑结构通过新能源电力系统中DC/AC逆变单元,对超级电容器和锂电池组的储能进行管理和控制。新能源电力系统中每一个能源发电机配置一个分布式储能单元,该储能单元直接连接到独立的发电机,连接方式采用并联。新能源电力系统运行过程中,分布式储能单元通过PCS并联于新能源电力系统的直流母线侧,与发电机共同使用新能源电力系统中的DC/AC逆变单元。当新能源转化为电能后,经过发电机,由发电机将最初的交流电通过全功率变流后直接接入分布式储能单元,实现分布式储能单元与新能源电力系统的连接。
        2在新能源电力系统当中有关储能技术的实际应用
        2.1风能电力系统
        对于新能源电力系统来说,风能资源是其中最具代表性的种类,同时也是应用较为普遍的一类,分析在风能电力系统当中有关储能技术的实际应用,对于提升风能电力系统的工作效率以及稳定性等具有重要作用。储能技术可以对风能电力系统实际运行过程中的无功功率与有功功率等进行改善与优化,从而保证电力系统能够始终维持一个稳定的运行状态。在此,本文针对某地区应用的风能电力系统进行分析,探讨其储能技术的实际应用情况。该风能电力系统应用了一种超导储能技术,利用这种技术能够对电压方面存在的问题进行有效处理,同时也使得联络线短路以及风速扰动等问题得到了明显改善。在应用这种超导储能的相关技术之前,根据风能电力系统的实际情况,设计了相关的仿真模型,得到了技术应用方面的大量数据,仿真结果显示,在风能电力系统发生问题故障时,超导储能技术依然能够保证风能电厂的稳定性,就算是出现风速扰动的情况,在电力系统当中也能够保证风电场的稳定、持续输出状态,这使得风能电力系统在电压输出方面的状态得到了极大的改善。在这个风能电力系统当中,还有另一个问题,即频率稳定性,利用储能技术来进行处理,在充放电的相关操作过程中,根据风能电力系统实际的负荷变动状态,对系统电力负荷进行适当的调节,从而帮助系统来维持频率稳定。



        2.2光伏并网系统
        光伏并网,是有关新能源电力系统方面的一种全新的模式,但这种模式存在瞬时功率不稳的问题。而利用储能技术恰好能够对光伏并网系统当中存在的功率不稳问题进行有效解决,凭借无源式并联储能的相关方法,使其作用在负载功率位置,对脉冲进行限制,从而保证蓄电池在进行放电、充电的过程中,电流始终稳定平滑。储能技术通常只应用在独立的一些光伏并网系统当中,同时也会将不同储能系统的进行混合使用,从而对光伏并网系统当中的瞬时功率进行平衡与稳定。
        2.3相变储能技术
        对于相变储能技术来说,在新能源电力系统当中通常会应用到相变材料当中。这些相变材料在进行吸热时,能够对能量进行储存,而放热时不仅释放了能量,并且其所释放出来的能量具有很高的密度。在新能源电力系统当中,有关相变储能方面的技术通常表现为电储热、冰蓄冷以及熔融盐储热等诸多形式。其中冰蓄冷储能是凭借一些蓄冷的介质来对能量进行调节,减少高峰供电时段所承受的运行压力。熔融盐储热是对无机盐进行加热,使其转变为熔融的形态,然后利用热循环的相关方法来实现传热与储热,这种方法具有高传热以及低腐蚀的特点。电储热技术则是通过金属或者水来进行储热,提供了介质,这样方便了热量的释放和存储,从而使得能源传输效率得到了很大的提升。
        3储能系统优化配置的措施
        3.1分析系统的组成结构
        通过对多种的储能系统进行合理地分析,可以促进其大体积以及功率相对较高和密度高的系统做出相应的并网,在此过程中,要对存储单元的高密度进行合理地控制,这样能够使微网得到十分广泛的应用。在此之外,还要对超级电容装置做出合理地应用,通过采取这种方法,能够对电能的质量进行有效地改善,同时对风电场的功率进行调整的毕竟下,使其最大程度上对风能电场功率做出合理地应用,这样才能更好地帮助装置原理和相关结构变得较为系统化,通过不断地对超级电容管理以及网络控制做出相应的融合,提高整个控制过程中的整体质量,结合光伏发电系统的实际情况,之后再不断分析混合储能系统具有的稳定性,这样便能对其功率进行定型分析,提高其系统的整体使用年限,同时对电池储能系统做出持续的优化完善。
        3.2储能需要吸引实现优化配置
        针对于我国的储能系统来说,在进行持续优化的过程中必须要实现高质量和稳定的电能,使其可以保证功率在实际进行波动的过程中变得更加稳定,重复的对经济性和技术性引起足够的重视,使其内部容量可以得到全面的提升,更好地满足现如今的实际储能需要。在此之外,通过积极的开发新能源,对实际运行过程中的特点曲线做出良好的分析,不断地对电力系统的设计进行持续的优化,重复考核曲线和相关的负荷特性,这样才能更加全面的优化新能源发电的联合系统,最终保证电力系统更加科学以及完善。
        结束语
        本文对多重应用场景下新能源电力系统储能技术进行了研究,结合目前新能源电力系统存储需求,在原有技术理论基础上进行了优化和完善,形成一套新的多重应用场景下新能源电力系统储能技术。此次研究为新能源电力系统储能提供了有利的理论依据,对提高新能源电力系统储能技术水平具有重要的实际意义,同时有利于促进新能源电力系统的不断完善,以及新能源产业不断发展。

        参考文献:
        [1]范斌.探究新能源电力系统中的储能技术[J].百科论坛电子杂志,2018(18):515.
        [2]程首林.新能源电力系统中的储能技术研究综述[J].低碳地产,2016,2(12):177.
        [3]陈钰慧.浅谈新能源电力系统中的储能技术[J].科技经济导刊,2018(01):55.

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