淺談新能源發(fā)電系統(tǒng)中儲能系統(tǒng)的應用

王恒

摘 要：未來新能源會成為主要的發(fā)電源，而風光儲穩(wěn)定發(fā)電系統(tǒng)也能實現(xiàn)動態(tài)調(diào)節(jié)有效的控制電力系統(tǒng)，確保功率傳輸平滑穩(wěn)定，最大程度的提高電能的質(zhì)量，相信在未來會取得更好的效果。

關(guān)鍵詞：新能源;發(fā)電系統(tǒng);儲能系統(tǒng)

1 儲能技術(shù)的作用分析

（1）短時供電。目前形勢下，能源危機日益加重，全球多次出現(xiàn)大范圍的電力短缺的現(xiàn)象，大范圍停電對生產(chǎn)和生活會產(chǎn)生極為惡劣的影響。在并網(wǎng)運行的時候，當電網(wǎng)發(fā)生事故，新能源發(fā)電可斷開與電網(wǎng)的連接，進入孤島運行模式，但這中間往往存在一定的功率缺損，通過控制儲能系統(tǒng)的雙向功率變換器，可以利用儲能裝置，很好地填補這些缺損，實現(xiàn)并網(wǎng)模式到孤島運行的平滑切換。另外，由于新能源發(fā)電受天氣的影響很大，儲能系統(tǒng)可在無風無光或弱風弱光的極端天氣來供電，維持負荷的正常運轉(zhuǎn)。

（2）提高電能質(zhì)量。新能源發(fā)電并網(wǎng)運行，需達到電網(wǎng)對電能質(zhì)量的要求，可以通過控制并網(wǎng)逆變器來改變微電網(wǎng)輸送至電網(wǎng)的有功和無功，提高電能質(zhì)量。在孤島運行下，新能源發(fā)電功率的輸出受天氣變化的影響很明顯，波動較大，儲能裝置可平抑功率波動，維持母線電壓的穩(wěn)定，解決諸如電壓暫降等電能質(zhì)量問題。

（3）電力調(diào)峰。負荷量始終是波動變化的，目前電能生產(chǎn)和消費的策略是即發(fā)即用，這樣容易導致為滿足峰值需求而過多安裝發(fā)電機組，造成不必要的浪費。儲能系統(tǒng)可有效解決此問題，在負荷低落時吸收多余的電能，在負荷高峰時釋放電能，達到削峰填谷的效果。

2 常用儲能電池的應用及工作原理分析

（1）鈉硫電池。由熔融液態(tài)電極和固體電解質(zhì)組成的，負、正極均為活性物質(zhì)，分別是熔融金屬鈉、硫和多硫化鈉熔鹽。鈉硫電池優(yōu)點：比能量高;可大電流、高功率放電;充放電效率高。缺點：工作溫度較高;充電模式下需要周期性的離線度量，以便得到平均值;需要對電池的殼體進行嚴格的抗腐蝕處理。安全性方面，因陶瓷隔膜屬于易碎部件，若隔膜損壞則容易引起火災、爆炸等事故。

（2）鋰離子電池，隨著創(chuàng)新型鋰電池電極、電解質(zhì)的出現(xiàn)，以及鋰電池生產(chǎn)技術(shù)的不斷優(yōu)化發(fā)展，使鋰電池的生產(chǎn)成本不斷降低，從而擁有良好的經(jīng)濟性，進而促進了鋰電池在電力系統(tǒng)的大范圍應用。鋰離子電池擁有很多優(yōu)點，其體積小、重量輕、能量密度大、壽命長，可提供短時大輸出功率，但是由于在過沖、短路、沖壓、穿刺等濫用條件下極易發(fā)生爆炸，安全性是其最大的缺點。

（3）鉛酸電池。鉛酸蓄電池以二氧化鉛作為正電極，鉛為負電極，中間介質(zhì)是水和硫酸，在充放電時發(fā)生氧化還原反應，于電池內(nèi)部形成電流，過程是可逆的。鉛酸蓄電池是目前運用最多的電池儲能裝置之一，廣泛運用于電動車及新能源發(fā)電的儲能系統(tǒng)，其制造技術(shù)成熟，可大規(guī)模生產(chǎn)，但是體積較大，充放電的電流不宜劇烈波動，溫度適應性不高，環(huán)境污染大，由于目前全球?qū)τ诳沙掷m(xù)發(fā)展的追求，鉛酸蓄電池將會逐漸被其它高性能的電池所取代。

3 儲能技術(shù)在新能源發(fā)電系統(tǒng)中的應用分析

（1）混合儲能應用于光伏電站。所謂的混合儲存，就是在傳統(tǒng)光伏的基礎(chǔ)上，增加儲能元件，進而形成一個并網(wǎng)光伏系統(tǒng)，能夠調(diào)控電流值的大小與方向，控制儲能原件充電放電、工作，也可以最大程度的確保功率平滑輸出。太陽能發(fā)電過程中出現(xiàn)的隨機性不可控制性都得到了有效的解決，也保證電網(wǎng)能夠安全穩(wěn)定的運行。

（2）風、光、儲聯(lián)合發(fā)電。自然資源包括風能和太陽能，這也是應用較廣泛的發(fā)電能源?，F(xiàn)在出現(xiàn)了儲能發(fā)電，這三者是互補的關(guān)系，能共同構(gòu)建一個完整的發(fā)電系統(tǒng)。因為風能有很強的隨機性間歇性，太陽能也不夠穩(wěn)定，不能平穩(wěn)的輸出功率，所以需要儲能發(fā)電，這樣才能優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)。在運行的過程中，如果風能太陽能系統(tǒng)負荷需求小，出力大，就可以借助儲能裝置充電。如果風能太陽能系統(tǒng)需求比較大，出力小的時候，儲能裝置就可以在一定程度上進行放電，這樣也能確保功率能夠平滑輸出。

（3）儲能技術(shù)應用于風力發(fā)電機組、風電場。如果一個地區(qū)的風電場數(shù)量較多，那么如何提高風電場的穩(wěn)定性以及電能質(zhì)量，解決低電壓穿越就成了風電場最主要的問題之一。首先要安裝儲能系統(tǒng)，放置在變流器附近，這樣能夠有效提高輸出功率的穩(wěn)定性。

4 分析大規(guī)模儲能技術(shù)發(fā)展實現(xiàn)途徑

（1）電網(wǎng)需要適應大規(guī)模儲能裝置的應用。沒有互聯(lián)網(wǎng)，存儲技術(shù)無法發(fā)展，阻礙了傳統(tǒng)電網(wǎng)離開儲能技術(shù)適應新能源的發(fā)展。在電網(wǎng)大量應用大功率儲能技術(shù)，提升了電力系統(tǒng)穩(wěn)定性，替代了電網(wǎng)備用容量調(diào)峰調(diào)頻。大規(guī)模儲能裝置的接入，對電力系統(tǒng)的設(shè)計、控制、調(diào)度、規(guī)劃等都有很大影響，所以要把握動態(tài)的特性，分析非線性電池過程和元件的作用。

（2）轉(zhuǎn)變觀念。促進新能源與儲能技術(shù)的共同發(fā)展在新能源發(fā)電發(fā)展緩慢的階段，儲能和發(fā)電屬于兩個不同的發(fā)展空間。但在政策的引導下，新能源發(fā)電發(fā)展迅速，開始應用在傳統(tǒng)的電網(wǎng)調(diào)控中，風、光發(fā)電已經(jīng)落后于時代。

（3）多種措施促進儲能技術(shù)的發(fā)展。1）政策支持。國家應該合理的制定電價，提出相關(guān)的政策。嚴格區(qū)分廢氣電、高低品位電的價值以及價格。相信政策在實施的過程中，儲能產(chǎn)品就能獲得更多的資金，這個行業(yè)也能迅速發(fā)展。2）資金支持。為儲能技術(shù)提供專項的資金支持，如壓縮空氣、電化學儲能技術(shù)等。為他們提供更多的研究資金，擴展研究平臺。3）產(chǎn)業(yè)技術(shù)自主提升，對儲能技術(shù)的應用起到促進作用。4）新能源場站采用先進的儲能技術(shù)要積極主動，對棄風、棄光現(xiàn)象的發(fā)生都會減少。

5 結(jié)語

間隙性和隨機性是新能源發(fā)電的缺點，而這些缺點正成為阻礙其深度發(fā)展的障礙，難以保障平穩(wěn)的發(fā)電功率。儲能技術(shù)的發(fā)展和應用能彌補新能源發(fā)電的缺點，使大規(guī)模新能源發(fā)電的并網(wǎng)運行更加安全可靠。儲能系統(tǒng)還能在電力系統(tǒng)負荷低谷時儲存電能，負荷高峰時釋放電能，以緩解電力供應巨大峰谷差的壓力。

參考文獻：

[1]武國梁.儲能技術(shù)及其在可再生能源發(fā)電中的應用[J].內(nèi)蒙古科技與經(jīng)濟，2017（20）：93-95.

[2]何英春.新能源發(fā)電系統(tǒng)中儲能系統(tǒng)的應用分析[J].區(qū)域治理，2018（10）：177.