庾杨
国家电网公司常熟市供电公司， 江苏 常熟 215500
摘要:本文介绍了新能源电力系统的储能技术研究，分析了当前电力系统储能技术发展的意义、原理、特性等，探讨了不同储能技术的技术特点和存在的问题，提出了未来储能技术的发展的方向和注意的问题。
关键词:新能源；电力系统；储能技术
1、新能源电力系统中储能技术的重要性
电力系统是当前我国重要的能源供应系统，电力已经覆盖到社会的各个层面中，依托于电力系统的新能源发电能够有效补给电力系统的电能需求，因此储能技术的意义至关重要。对于大规模的风力发电系统而言，由于风力资源的可控性较差，风力发电具有很强的不稳定性，储能技术能够拓展电力系统的能源结构，强化发电系统的供电稳定性，系统中配备的储能系统具有较强的容量调节能力，从而能够灵活调整储能电源，增强了风力发电系统的电力稳定性。再者优化储能技术能够增强风电机组的低电压穿越，有效保护风电机组，配备具有快速响应能力的储能技术有助于吸收多余的能量，提高电力系统的安全性。
2、新能源电力系统中储能技术的分析
相对于传统的电力发电系统，新能源发电系统的发电资源具有较强的不可控性，因此系统要实现对于电力资源的有效调整，保证电力供应的稳定性。从储能技术的电能转化形式来看，其工作原理分为物理储能、化学储能、电磁储能、相变储能四个方面。
2.1、物理储能技术分析
顾名思义，物理储能是指通过物理的方式进行能源的存储和释放，主要分析以下三个技术方面，第一是抽水储能技术，在电力系统需求低谷的阶段，通过水资源的存储来储存能源，通过建立存储池来存储水资源技术能够实现大容量的储存，其发电变率较快，技术应用的费用较低，但是容易受到自然条件的影响。抽水储能在调整系统调峰和调频中应用广泛，在实际的电力系统应用中，承担着动态和静态发电调节的功能。第二是压缩空气储能技术，其包含两个能量转化过程，即能量的储存和释放，电能存储时风电机组的输出功率较大，压缩机将空气进行压缩存储，当风电机组输出功率较低时，借助存储的高压空气进行发电补充，提高风电机组发电的稳定性。压缩空气储能的能源转化率为75％左右，对于风力发电系统的储能调整意义重大，同时其能够有效调整发电波动频率，实现平抑风场功率波动的目的。第三是飞轮储能技术，将电能存储与高速旋转的飞轮体中，从而应用于系统稳定控制和电力峰谷调节。
2.2、化学储能技术分析
化学储能技术是指利用化学反应进行能量的存储和释放，化学储能的主要通过电池储能系统完成，电池正负极通过氧化还原反应进行电能和化学能的转变，这是当前成熟可靠的储能技术。化学储能借助各种储能电池实现能量存储，当前常用的有锂电池、钠硫电池、液流电池以及金属空气电池等，锂电池具有较强的能量转化效率，其存储能量密度大，通过单体电池和充放电系统组成，可以通过串联和并联来提高存储容量，对于配合新能源应用及提供备用储能功率应用效果明显。液流电池的工作原理是通过分开的正负电解质循环发电，其电池配置较为灵活，能够提供规模化的储能和放电，无需进行电池保护，对于新能源系统具有很强的实用性，同时液流电池的能量转化率较高，工作安全稳定，但是也留材料昂贵是制约其发展的技术瓶颈。金属空气电池是新型的绿色材料电池，其结构包括氧气组成的正极，活性金属的阴极以及碱性电解液，通过发生电化学法应来产生电能，金属空气电池的储能性能优越，其电池比能是铅酸电池的8倍-10倍，同时其原材料绿色环保，在新能源电力系统中有很强的应用前景。
2.3、电磁储能技术分析
电池储能技术能够将电能转化成电磁能储存在磁场中，当前在新能源电力系统中常用两种能量存储方式，即超导电磁储能和超级电容器储能两种方式，前者的工作原理是利用超导体制成的线圈存储磁场能量，其能量转换的响应速度较快，电能转化效率较高，功率输送过程无需能量形式的转换，从而实现了电力系统实时大容量能量交换和功率补偿，从电力系统储能技术角度分析，超导电磁储能能够满足电网输电稳定性，提高系统的稳定性，增强了系统功率输送能力。超级电容储能是一种新型的储能装置，相对于传统的电容储能，这种储能技术的容量较大，电能能力密度较大，同时其工作温度范围和寿命较长，具有很高的比功率，对于环境不会产生污染。超级电容器的工作原理是通过电极和电解质形成双界面来存储能量，电极与电解液接触会产生稳定的双层电荷，电容器相当于电解质中的两个非活性多孔板，当电压加载到多孔板上，电解质的离子会产生定向的移动，从而形成双电层电容器。
3、当前储能系统优化配置和控制的有效策略
3.1、系统组成结构分析
现阶段通过有效分析多种储能系统，就能促进大体积、功率比较高和高密集度系统进行相应的并网，在整个过程中要科学有效的控制存储单元高密度，这样才能在微网中得到广泛的运用。与此同时要对超级电容装置进行有效的运用，这样做的目的能够积极该改善电能质量，调整风电场功率的前提下，还能调整期太阳能电厂功率，保证装置的原理以及相关结构变得比较系统，对超级电容管理和网络控制进行全面的融合，加强控制过程中的整体效果。另外在环路设计支持的背景下，电能质量能够得到科学控制，结合光伏发电系统的大力支持，再分析其混合储能系统的稳定性，就能定型分析其功率，加强系统在使用过程中的年限，进一步优化电池储能系统。
3.2、储能吸引要实现优化配置
对于我国的储能系统而言，在优化时应该对实现高质量以及稳定的电能，保证功率的在波动的过程中具有平稳性，充分考虑经济以及技术性，让内部的容量得到提高，更好的满足现如今的储能需要。有效的开发新能源，在对运行过程中的特点曲线进行分析，还要进一步探究其电力系统设计，考核曲线以及相关的负荷特性，这样才能在一定程度上优化新能源发电联合系统，保证其电力系统更加的科学和完善。
3.3、储能系统控制策略
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予满足，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予满足，加强储能系统复合能力。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、结束语
综上所述，随着经济的发展，能源需求的缺口越来越大，当代社会发展对于能源的依赖性越来越强，经济和社会的发展离不开能源的支撑。而随着能源技术的提升，可再生的能源开始逐渐应用，如风能、太阳能、地热能等等，这些能源在电力系统发电中的比例越来越高，但是对于新能源电力系统而言，储能技术能够将随机性的自然能源转变为可控的电力资源，从而成为未来能源发展的关键技术环节。随着科学技术的发展，储能技术将突破技术瓶颈，为新能源电力系统提供稳定的储能需求，从而推动全球能源结构转型，实现能源供应的绿色化。
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