風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)能技術(shù)的研究

許雅彬

摘要隨著科學(xué)技術(shù)的不斷飛速發(fā)展，風(fēng)能作為一種新型的能源得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，我國對于能源的需要也在不斷的增大，風(fēng)能的作用也就顯得越來越重要了。因此，研究風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)能技術(shù)就具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。文章主要介紹了風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)，并且重點(diǎn)闡述了風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞風(fēng)力；發(fā)電系統(tǒng)；儲(chǔ)能技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM614 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-7597（2014）11-0062-01

目前，隨著能源資源的進(jìn)一步缺乏，新能源逐漸受到了人們的關(guān)注，因而很多國家開始了對風(fēng)能發(fā)電系統(tǒng)的研究。由于風(fēng)力的來源很不穩(wěn)定，進(jìn)而使得風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性不夠，因而，需要在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)之中使用儲(chǔ)能的技術(shù)和方法，從而有效地提高風(fēng)力發(fā)電的穩(wěn)定性問題。與傳統(tǒng)的能源相比，風(fēng)力發(fā)電不需要任何的礦物資源，因此沒有燃料的成本問題，更為重要的是風(fēng)力發(fā)電對環(huán)境沒有任何的污染。因此，相關(guān)技術(shù)人員將風(fēng)力能源的穩(wěn)定性不強(qiáng)的問題解決了之后，其即將成為一種非常受歡迎的新能源。通過本文，筆者一方面希望能夠起到一個(gè)拋磚引玉的作用，另一方面，希望能夠給相關(guān)人員起到一定的指導(dǎo)作用。

1風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)概述

風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)主要是指風(fēng)力發(fā)電電能的儲(chǔ)存，主要使用的儲(chǔ)能設(shè)備有電池和電容器等，從而使得風(fēng)力發(fā)電電能能夠得到較好地應(yīng)用的一種技術(shù)。隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷快速發(fā)展，人們利用風(fēng)力資源的水平也不斷提高，很多儲(chǔ)能技術(shù)也不斷得到了廣泛的應(yīng)用。對于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)而言，風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)主要包括以下幾個(gè)方面的作用。

1）提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，從而為人們提供比較穩(wěn)定的電力資源。2）風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)可以有效地維持整個(gè)電網(wǎng)的穩(wěn)定性，使得電力系統(tǒng)能夠提供較高質(zhì)量的電力資源，從而滿足人們的電力需求。3）風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)可以解決電力系統(tǒng)中電量過大的問題，因而需要根據(jù)電力資源的使用情況對風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行有效的調(diào)整，使得風(fēng)力發(fā)電能夠滿足人們的用電需要。

當(dāng)然，根據(jù)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)能技術(shù)的方法不同，一般可以將風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)分為物理方法、化學(xué)方法和電磁方法等。由于目前人們儲(chǔ)能方法很多，這些方法只是使用比較常見的幾種：1）物理儲(chǔ)能方法可以利用飛輪和空氣壓縮等方式對風(fēng)能資源進(jìn)行儲(chǔ)備。2）電磁方法主要的利用超導(dǎo)物質(zhì)實(shí)現(xiàn)風(fēng)力資源的儲(chǔ)備，以保證提供的風(fēng)力資源比較穩(wěn)定。3）化學(xué)儲(chǔ)能方法主要是利用一些蓄電池等方法對電力資源進(jìn)行儲(chǔ)備，這是一種保證風(fēng)力發(fā)電后將電力資源進(jìn)行儲(chǔ)備的方法，然后將電力資源進(jìn)行處理，使得輸出的具有較高的質(zhì)量和電能性能穩(wěn)定等。風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)夠?yàn)槿藗儙砭薮蟮慕?jīng)濟(jì)效益，減少電力資源的成本，使得風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)更加穩(wěn)定。因此，風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)在現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中使用的越來越廣泛。

2風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用

2.1 儲(chǔ)能設(shè)備的接入

為了進(jìn)一步增強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)的使用顯得越來越重要，因而需要在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中接入儲(chǔ)能設(shè)備。當(dāng)然，在接入儲(chǔ)能設(shè)備時(shí)，一般需要根據(jù)風(fēng)能的特點(diǎn)和實(shí)際的要求對儲(chǔ)能裝置進(jìn)行選擇，使得風(fēng)力儲(chǔ)能設(shè)備能夠滿足相應(yīng)的需求。同時(shí)，風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能系統(tǒng)還能夠?qū)⒍嘤嗟碾娔軆?chǔ)存起來，而在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中電能不足時(shí)補(bǔ)償使用，進(jìn)而提高風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是，風(fēng)力發(fā)電儲(chǔ)能技術(shù)的方式在結(jié)構(gòu)形式方面具有很大的不同。因此，根據(jù)儲(chǔ)能技術(shù)結(jié)構(gòu)的不同，可以將儲(chǔ)能技術(shù)分為分布式和集中式兩種。首先，分布式儲(chǔ)能方式主要是將儲(chǔ)能裝置安裝在風(fēng)力發(fā)電機(jī)的位置，因而需要為每臺(tái)風(fēng)力發(fā)電裝置配備儲(chǔ)能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)采用單個(gè)儲(chǔ)能裝置儲(chǔ)存單個(gè)發(fā)電裝置電能的作用，進(jìn)而能夠有效地增強(qiáng)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。但是，分布式儲(chǔ)能方式存在一定的不足，主要是由于這種儲(chǔ)能方式安裝的儲(chǔ)能設(shè)備比較多，從而增大了儲(chǔ)能設(shè)備的成本和管理成本，并且分布式儲(chǔ)能技術(shù)的安裝方法也比較困難。其次，集中式儲(chǔ)能方式，這種儲(chǔ)能方式可以根據(jù)實(shí)際風(fēng)力發(fā)電的情況調(diào)整風(fēng)力發(fā)電裝置的電量輸出和輸入，實(shí)時(shí)對發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，并且調(diào)節(jié)更加具有靈活性和適應(yīng)性。集中式儲(chǔ)能技術(shù)還可以有效地減少儲(chǔ)能設(shè)備安裝的數(shù)量，降低工作的難度和工作量。但是，這種儲(chǔ)能技術(shù)對變流器和儲(chǔ)能設(shè)備的要求很高，使得集中式儲(chǔ)能技術(shù)無法得到廣泛的應(yīng)用和推廣。

2.2 分布式儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用

在使用分布式儲(chǔ)能技術(shù)的情況下，由于風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)一般會(huì)包含一定的直流電，使得電容器可以與直流電直接連接。當(dāng)風(fēng)力資源減少時(shí)，風(fēng)力資源已經(jīng)無法滿足發(fā)電的需要，因而需要采用儲(chǔ)能設(shè)備向直流電側(cè)傳輸功率，然后，通過變流器就可以向風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)輸送電能，從而使整個(gè)電力發(fā)電系統(tǒng)保持穩(wěn)定和維持功率的恒定。當(dāng)風(fēng)力資源比較豐富時(shí)，采用儲(chǔ)能設(shè)備可以將多余的電力資源傳送到直流電力側(cè)，然后由儲(chǔ)能裝備系統(tǒng)吸收一定的電能，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電能的穩(wěn)定輸出，提高電力資源的利用率。

2.3 集中式儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用

在風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中使用集中式儲(chǔ)能方法的時(shí)候，一般需要將儲(chǔ)能設(shè)備接入到風(fēng)力電場的母線位置處，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。集中式儲(chǔ)能技術(shù)主要是利用儲(chǔ)能電池和PCS設(shè)備等對風(fēng)力資源進(jìn)行儲(chǔ)備。當(dāng)風(fēng)力資源變化較大時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備就可以將大量的風(fēng)能儲(chǔ)存起來；當(dāng)風(fēng)力資源較少時(shí)，儲(chǔ)能設(shè)備就可以利用所儲(chǔ)存的風(fēng)力補(bǔ)償風(fēng)力不足來發(fā)電。同時(shí)，集中式儲(chǔ)能技術(shù)還需要使用變電器裝置，但是要保證變流器處于逆變或整流狀態(tài)，進(jìn)而對儲(chǔ)存能量系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而達(dá)到將電力資源的充分利用。

3總結(jié)

總而言之，儲(chǔ)能技術(shù)是現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的重要技術(shù)之一，也是現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電中研究比較多的課題。因而需要研究好儲(chǔ)能技術(shù)，以滿足現(xiàn)代風(fēng)力發(fā)電的需要，從而為人們提供更加穩(wěn)定的電力服務(wù)。目前，風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中的儲(chǔ)能技術(shù)有很多種，其功能和作用也有很大的差異，因而需要根據(jù)風(fēng)力發(fā)電的實(shí)際情況對儲(chǔ)能技術(shù)和裝置進(jìn)行合理的選擇，以增加風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)的可行性，提高風(fēng)力資源的利用效率。因此，現(xiàn)階段研究風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)中儲(chǔ)能技術(shù)具有非常重大的現(xiàn)實(shí)意義。

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