儲能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

張偉鵬

摘要：隨著社會可持續(xù)發(fā)展進步不斷推進，社會建設(shè)和社會生活對能源的需求增加，而傳統(tǒng)能源的短缺以及與環(huán)境之間的沖突急切需要能源結(jié)構(gòu)調(diào)整來解決，其中大力發(fā)展新能源是重要措施之一?；谛履茉吹拇罅χС郑枰罅ν七M電力系統(tǒng)在新能源領(lǐng)域的應(yīng)用，環(huán)節(jié)社會用電需求壓力，但同時因為新能源在發(fā)電中的不斷運用，導(dǎo)致電網(wǎng)系統(tǒng)更加復(fù)雜。在這一背景下要注重有效利用儲能技術(shù)，合理調(diào)整新能源并網(wǎng)技術(shù)，使新能源利用率最大化，并保證電力系統(tǒng)的運行安全和穩(wěn)定，實現(xiàn)長遠發(fā)展。

關(guān)鍵詞：儲能技術(shù);新能源電力;技術(shù)種類;運用對策

1.用于新能源電力系統(tǒng)的主要儲能方式

1.1 物理儲能

物理儲能的優(yōu)點是規(guī)模大，建設(shè)成本較低同時可使用周期長，可以為大規(guī)模發(fā)電系統(tǒng)提供長期的電力支持。物理儲能主要利用空間上的自然資源，具有環(huán)境保護和可持續(xù)性的特點。但其缺點是施工需求較多，必須準(zhǔn)備特殊場地，需要地理條件?，F(xiàn)如今經(jīng)常使用到的物理儲能技術(shù)包括泵送儲能、空氣壓縮儲能和飛輪儲能三種。抽水蓄能具有能量轉(zhuǎn)化率高、蓄能容量大、運行成本低等特點，需要在海水環(huán)境中運行。抽水蓄能由于其運行方式靈活、供電穩(wěn)定，是一種基本的發(fā)電方式，也是備用電源的主要組成部分?？諝鈮嚎s儲能的安全系數(shù)很高，對解決大型發(fā)電項目的平穩(wěn)出力問題是有效的。但是，空氣壓縮儲能的場地對地質(zhì)條件有特殊要求。飛輪儲能的主要運行方式類似于空氣壓縮儲能，分為儲能和釋能兩部分，其主要的動力獲取方式是將飛輪轉(zhuǎn)動的機械能轉(zhuǎn)化為可用電能，具有清潔、高效、快速獲取能量的特點。

1.2 化學(xué)儲能

構(gòu)建電池儲能裝置是化學(xué)儲能的主要形式，在電池儲能裝置中，正極和負極之間可以通過氧化還原反應(yīng)實現(xiàn)化學(xué)能喝電能之間的轉(zhuǎn)化，因為功率吞吐量的速度較快等優(yōu)勢，BESS逐漸成為我國較為成熟可靠的儲能技術(shù)。電池裝置種類如下：

第一是鋰電池技術(shù)。采用鋰電池技術(shù)構(gòu)建的電池儲能系統(tǒng)一般由三個部分組成，包括電池單體、充電和放電系統(tǒng)以及裝置管理系統(tǒng)，具有充電和放電快速穩(wěn)定、安全保障程度高以及能量密度高等特點，利用效率可以高達85%。作為綠色電池的一種，空氣金屬電池的正極是氧氣，負極是一系列的活性金屬，以鐵、鋁、鋅等為代表，并在材料的可回收利用上具有良好的環(huán)保優(yōu)勢，此外還具有建設(shè)造價低以及性能優(yōu)越等優(yōu)點，同時該電池沒有專門的充電裝置，只需要更換其中的金屬燃料，短短幾分鐘時間就能充好電。第三是液流電池。液流電池，也稱為氧化還原液流電池，是一種高性能電池，它將正極和負極電解質(zhì)分開，并分別循環(huán)使用。其優(yōu)點在于可以實現(xiàn)靈活配置，并能在大規(guī)模儲能、大電流和深度放電的情況下對保護裝置的依賴度不高，對新能源發(fā)電和不間斷供電而言都有較大的利用價值。

1.3 電磁儲能

儲能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)中的應(yīng)用，可以實現(xiàn)能量的有效存儲。針對不同的能源，采用合理可行的儲能轉(zhuǎn)換技術(shù)，將水能、熱能、冷能、風(fēng)能轉(zhuǎn)換成電力系統(tǒng)所需的電能，以滿足系統(tǒng)運行的供電需求，達到電能轉(zhuǎn)換儲存的目的。電磁儲能技術(shù)的應(yīng)用，借助轉(zhuǎn)換器和超導(dǎo)材料，將電磁能轉(zhuǎn)化為適用的電能，依靠電磁儲能技術(shù)實現(xiàn)電能的高效轉(zhuǎn)換，為電力系統(tǒng)運行提供充足的電能。同時，在電力系統(tǒng)中使用電磁儲能技術(shù)進行儲能和轉(zhuǎn)換時，需要結(jié)合電力系統(tǒng)運行的實際情況，實時掌握電力系統(tǒng)的內(nèi)阻和電流，科學(xué)地轉(zhuǎn)換電磁能量，避免能量浪費的問題。電磁儲能技術(shù)的應(yīng)用可以在電力緊張的情況下將電磁能轉(zhuǎn)化為可用的電能。

1.4 相變儲能技術(shù)

在新能源在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用中，經(jīng)常使用相變材料。相變儲能技術(shù)是一種從材料中吸收熱量同時存儲能量的技術(shù)，當(dāng)能量釋放時，它的密度更高。在新能源中，儲能在不同階段分為熱、冰等形式。蓄冰是通過蓄冷介質(zhì)調(diào)節(jié)能量，緩解高峰時段的供電壓力。熔鹽蓄熱是對無機鹽進行處理，轉(zhuǎn)化其形態(tài)，并結(jié)合熱循環(huán)來實現(xiàn)發(fā)電，該方法具有特殊的高傳熱點。電蓄熱技術(shù)借助于金屬和水，方便了放熱和蓄熱，提高了能量傳輸效率。

2.新能源電力系統(tǒng)中加強儲能技術(shù)應(yīng)用的對策

2.1 儲能系統(tǒng)的科學(xué)構(gòu)建

優(yōu)化和完善儲能系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)可以提升儲能技術(shù)的應(yīng)用價值。在新能源電力系統(tǒng)的運行中，工作人員應(yīng)全面檢查電力系統(tǒng)和儲能系統(tǒng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，并嚴(yán)格檢查儲能系統(tǒng)的配電裝置，以確保新能源轉(zhuǎn)換的順利進行。例如，在將風(fēng)能、太陽能、電磁能轉(zhuǎn)化為電能的工作中，需要工人掌握各個系統(tǒng)當(dāng)前的流量要求，完善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，從而實現(xiàn)儲能系統(tǒng)的優(yōu)化配置，充分發(fā)揮儲能系統(tǒng)的電流控制作用。同時，能源存儲系統(tǒng)可以發(fā)揮存儲函數(shù)產(chǎn)生的剩余能量在新能源的轉(zhuǎn)換，存儲和處理剩余的能量，為電力系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電能，滿足電力系統(tǒng)的操作需求，促進能源儲存技術(shù)的創(chuàng)新發(fā)展。

2.2 注重系統(tǒng)配置優(yōu)化

對于電力系統(tǒng)的儲能技術(shù)，其配置需要不斷改進。因此，需要結(jié)合科學(xué)有效的分析來填補問題和漏洞，從而提高儲能技術(shù)的應(yīng)用效果和科學(xué)性。同時，儲能技術(shù)逐漸成為整個電力系統(tǒng)的重要核心，符合電力市場發(fā)展的要求和市場的需求。在提高儲能系統(tǒng)功率的基礎(chǔ)上，加強強放電等相關(guān)特性，保證并網(wǎng)變流器設(shè)計效果的提高，合理控制其功率。它可以提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，并控制儲能裝置，從而提高系統(tǒng)的內(nèi)部自控能力。結(jié)合多項管理工作，電網(wǎng)運行系統(tǒng)管控效果全面提升，為我國新能源電力系統(tǒng)合理應(yīng)用儲能技術(shù)提供了重要基礎(chǔ)保障。

2.3 注重系統(tǒng)的控制管理

儲能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)中的應(yīng)用對維護電力系統(tǒng)的安全運行具有重要作用。為了使儲能技術(shù)達到最佳的應(yīng)用效果，工作人員應(yīng)加強儲能系統(tǒng)的控制功能，特別是控制電力系統(tǒng)中的大功率電流，通過有效控制系統(tǒng)內(nèi)部電流來降低能耗。除了控制系統(tǒng)內(nèi)部電流變化外，還可以通過控制儲能系統(tǒng)內(nèi)部器件，結(jié)合先進的信息技術(shù)，充分發(fā)揮現(xiàn)代技術(shù)智能化的優(yōu)勢，控制電力系統(tǒng)的電流變化，加強能量轉(zhuǎn)換的有效控制，促進儲能系統(tǒng)控制的自動化，推動儲能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)儲能轉(zhuǎn)換控制中的廣泛應(yīng)用。

參考文獻

[1]趙書強，孫科.儲能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電子制作，2021，{4}（10）：89-91.