摘要：隨著科技的發(fā)展，促進電力新能源的不斷進步。當(dāng)前，對于新能源的利用開發(fā)主要集中在新能源發(fā)電項目，利用太陽能和風(fēng)能等新能源可以發(fā)電。但是新能源發(fā)電與化石能源發(fā)電的方式相比起來，其發(fā)電過程中容易受到外界自然因素的干擾，新能源電力系統(tǒng)往往會存在供電中斷或者波動性較大等問題，如果將新能源電力系統(tǒng)廣泛推廣應(yīng)用，對于電網(wǎng)整體安全穩(wěn)定的供電會造成不良影響。為此，新能源電力系統(tǒng)運行期間，應(yīng)用儲能技術(shù)對其控制，解決系統(tǒng)供電的技術(shù)缺陷，充分保障新能源電力系統(tǒng)的平穩(wěn)持續(xù)性運行，新能源電力系統(tǒng)想要在未來實現(xiàn)大規(guī)模并網(wǎng)的目標(biāo)，離不開儲能技術(shù)對其系統(tǒng)的優(yōu)化和支持。本文就儲能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)中的應(yīng)用展開探討。

　　引言

　　隨著能源危機和環(huán)境問題的日益突出,世界各國積極開發(fā)和利用新型電力系統(tǒng)，新能源的高比例接入是新型電力系統(tǒng)的主要發(fā)展趨勢，如何合理開發(fā)和正確利用新能源是社會共同關(guān)注的話題。新能源具有隨機性和間接性，需要加強儲能技術(shù)來維持新能源的穩(wěn)定性和連續(xù)性。

　　1 常見的新型電力系統(tǒng)儲能技術(shù)

　　1.1 機械儲能技術(shù)

　　1.1.1 飛輪儲能技術(shù)

　　飛輪儲能將電能轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)體飛輪的動能并進行儲存，其技術(shù)原理圖如圖2 所示。當(dāng)外界需要電能輸入時，將飛輪儲存的動能轉(zhuǎn)化為電能進行傳輸；當(dāng)處于電力負(fù)荷低谷期時，將電能以飛輪旋轉(zhuǎn)動能的形式儲存。飛輪儲能技術(shù)可以分為低速飛輪儲能技術(shù)和高速飛輪儲能技術(shù)，二者轉(zhuǎn)子采用材料不同，其中低速飛輪轉(zhuǎn)子采用鋼作為材料，運用接觸式機械軸承，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速較小，常用于短時間大功率放電和電力系統(tǒng)調(diào)峰；高速飛輪轉(zhuǎn)子采用復(fù)合材料、碳纖維等，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速大，可用作飛輪電池等。

　　1.1.2 壓縮空氣儲能技術(shù)

　　壓縮空氣儲能技術(shù)可用于調(diào)峰，其主要利用電網(wǎng)負(fù)荷低谷時的剩余電力壓縮空氣，采用電動機進行控制。壓縮空氣儲能技術(shù)的優(yōu)點是可以應(yīng)用軟件程序，根據(jù)電動機轉(zhuǎn)速擾動與風(fēng)機轉(zhuǎn)速的關(guān)系進行分析。風(fēng)機轉(zhuǎn)速的變化與電動機轉(zhuǎn)速擾動相關(guān)，如果轉(zhuǎn)速增加，是恒定擾動；如果功率減少，是反轉(zhuǎn)擾動。應(yīng)用壓縮空氣儲能技術(shù)時，也需要進行無功補償。在直驅(qū)系統(tǒng)中，如果存在變壓器的速度擾動，為了避免不必要的功率變化，需要增強輸入，以維持系統(tǒng)穩(wěn)定性，減少不必要的騷擾和震動。如果輸出功率不高，需要采用相反方向的干擾，以降低擾動質(zhì)量，如此反復(fù)操作，直至將工作點轉(zhuǎn)移到最佳位置，更好地實現(xiàn)操控。目前，在壓縮空氣儲能技術(shù)的應(yīng)用中，分布式能量系統(tǒng)的發(fā)展、儲氣庫容積的減少和儲氣壓力的提高（提高至10～14MPa）成為人們關(guān)注的熱點問題。

　　1.2 化學(xué)儲能技術(shù)

　　1.2.1 鈉硫儲能電池

　　這種儲能電池的正極是多硫化鈉及硫，負(fù)極為熔融金屬鈉，電池的電解質(zhì)與隔膜是Na-beta－氧化鋁。鈉硫儲能電池的能量密度與鉛酸儲能電池相比起來，是其3 倍以上，但是運行空間需求卻只需要其1/3 大小。鈉硫儲能電池的充電放電效率都比較高，所需費用低，系統(tǒng)運行空間需求較小，后期維護難度較低，但是電池的循環(huán)使用年限及電池的放電深度還需要優(yōu)化提升，儲能電池系統(tǒng)運行期間溫度要保持在300℃左右。

　　1.2.2 鋰電池儲能技術(shù)

　　鋰電池儲能技術(shù)主要利用電池正負(fù)極的氧化還原反應(yīng)充放電，是新型電力系統(tǒng)的重要組成部分。按照有無母接線，鋰電池儲能技術(shù)可以分為有母接線與無母接線兩種類型。應(yīng)用鋰電池儲能技術(shù)可以實現(xiàn)電能、熱能的相互結(jié)合與轉(zhuǎn)化，通過吸收熱能，帶動轉(zhuǎn)子運行，這樣反復(fù)操作能夠產(chǎn)生電能，并實現(xiàn)直流電和交流電之間的轉(zhuǎn)化。通常情況下，直流鋰電池儲能技術(shù)能夠從發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部直接輸出電流，但是電力消耗和損失較大，因為與其他機械接觸較多，整體效率和功率都較低；交流鋰電池儲能技術(shù)的電流損失少，因為交流電的效率高。因此在新型電力系統(tǒng)中，需要優(yōu)先選擇應(yīng)用交流鋰電池儲能技術(shù)。鋰電池儲能技術(shù)也可以分為同步鋰電池儲能技術(shù)和異步鋰電池儲能技術(shù)。其中，同步鋰電池儲能技術(shù)的轉(zhuǎn)子和定子轉(zhuǎn)速較快，電磁電流的存在能夠為鋰電池儲能提供一定的功率支持，尤其是無功功率支持，這是同步鋰電池儲能技術(shù)的特點。

　　1.3 電磁儲能技術(shù)

　　電磁儲能技術(shù)分為2 種。第一種為超導(dǎo)磁儲能技術(shù)。超導(dǎo)磁儲能系統(tǒng)運行過程中的超導(dǎo)線圈中的直流電磁場，可以當(dāng)作其儲能系統(tǒng)的儲能介質(zhì)，儲能效率能夠高達90%以上。超導(dǎo)磁儲能系統(tǒng)應(yīng)用效率高，系統(tǒng)響應(yīng)速度較快，且運行過程環(huán)保無污染。在超導(dǎo)狀態(tài)之下線圈的電阻值可以忽略不計，因此運行期間不會出現(xiàn)大量能耗，能夠?qū)崿F(xiàn)持續(xù)性的無損耗儲能。但是超導(dǎo)線圈在使用期間需要設(shè)置在溫度較低的液體當(dāng)中，這會加大其系統(tǒng)的應(yīng)用成本。這一儲能系統(tǒng)可以顯著優(yōu)化電力系統(tǒng)的電壓電頻的控制效率，與此同時還能夠?qū)崿F(xiàn)對于電能的大量交換，并且同時抑制電力系統(tǒng)中電壓和功率的失穩(wěn)波動。第二種為超級電容器儲能技術(shù)。超級電容儲能裝置介于普通電容器和儲能電池之間，該儲能系統(tǒng)的充電和放電過程具備可逆性，能夠進行多次的反復(fù)儲能。

　　2 促進儲能與新能源協(xié)調(diào)發(fā)展的相關(guān)建議

　?。?）健全標(biāo)準(zhǔn)體系，深化技術(shù)研究。依據(jù)新版GB38755－2019《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》強制性國標(biāo)要求，完善涵蓋儲能應(yīng)用全過程及全環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)體系，提升部分國行標(biāo)電化學(xué)儲能動態(tài)響應(yīng)特性、故障穿越能力等方面的并網(wǎng)技術(shù)要求，加快GB51048－2014《電化學(xué)儲能電站設(shè)計規(guī)范》、 GB/T36547－2018《電化學(xué)儲能系統(tǒng)接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定》等國標(biāo)的修訂工作，開展已有儲能標(biāo)準(zhǔn)差異條款梳理，持續(xù)深化儲能技術(shù)前沿領(lǐng)域研究，加快制定“新能源儲能聯(lián)合運行”“儲能電站集群調(diào)控”等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，適應(yīng)大規(guī)模儲能接入后的優(yōu)化調(diào)度運行需要。（2）加強頂層設(shè)計，促進儲能與新能源協(xié)調(diào)有序發(fā)展。綜合評估儲能在發(fā)電側(cè)、電網(wǎng)側(cè)、用戶側(cè)的市場潛力及效益，堅持整體、系統(tǒng)的發(fā)展理念，將各類儲能結(jié)合新能源發(fā)展需求列入能源電力整體規(guī)劃，科學(xué)做好儲能在電力系統(tǒng)各環(huán)節(jié)的布局與容量配置，加快制定各省儲能專項規(guī)劃，明確建設(shè)規(guī)模、布局及投產(chǎn)時序。在電源側(cè)儲能多樣化方面，加快電化學(xué)儲能在電源側(cè)應(yīng)用，在有條件的地區(qū)發(fā)展壓縮空氣、光熱發(fā)電等多類型規(guī)?；瘍δ埽嵘履茉窗l(fā)電穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。

　　3 能源電力系統(tǒng)中儲能技術(shù)應(yīng)用前景

　　當(dāng)前新能源電力系統(tǒng)的應(yīng)用范圍逐漸擴大，為了滿足新能源電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行、電能質(zhì)量優(yōu)化及電網(wǎng)調(diào)峰等實際需求，儲能技術(shù)的應(yīng)用非常必要。儲能技術(shù)未來在新能源電力系統(tǒng)中的應(yīng)用前景非?？捎^。想要解決新能源電力系統(tǒng)并網(wǎng)中的技術(shù)缺陷，必然要開發(fā)具有高能量密度和高功率的綜合多元化電力儲能系統(tǒng)，其中超級電容與儲能電池的有機結(jié)合將成為多元化電力儲能系統(tǒng)的主流研究方向，電力儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制能力提升和優(yōu)化配置問題也是研究的重點。

　　結(jié)語

　　綜上所述，新型電力系統(tǒng)儲能技術(shù)處于不斷發(fā)展階段。現(xiàn)有的儲能技術(shù)各有優(yōu)勢和不足，如果僅依靠一種儲能技術(shù)無法滿足新型電力系統(tǒng)的快速發(fā)展要求，需不斷加強對新型電力系統(tǒng)儲能技術(shù)的研究，從而提高新型電力系統(tǒng)的安全性和可靠性。

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