關于新能源電力系統中的儲能技術的相關研究

何佳 余傳建

【摘 ?要】新能源電力系統屬于依靠風能、太陽能等自然能源實施發電的，一般都是可再生的能源，采用這種能量可以有效地轉換電能，并避免能源壓力過大的情況發生。對于儲能技術來說，其屬于保護新能源電力系統的關鍵技術，只有確保具有充足的能源，才能保證新能源電力系統的正常運行。因此本文就對新能源電力系統中的儲能技術進行了詳細的研究，先闡述新能源電力系統中儲能技術的作用，然后再具體研究每一項儲能技術的相關內容，使我們更加了解新能源電力系統的儲能技術，促進我國技術更加的完善和發展。

【關鍵詞】新能源電力系統;儲能技術;相關研究

新能源電力系統的開發屬于人們不斷鉆研新能源和可再生能源的成果，這在電力供應系統今后的發展過程中必然會變得越來越重要，最終具有不可撼動的地位。不過，從目前新能源電力系統的發展來看，還是不成熟、不完善，還具有許多的問題影響著電力系統的穩定性和連續性，因此這就很大程度上抑制了新能源電力系統的發展，所以必須探究新能源電力系統的儲能技術，以避免由于新能源電力系統的運行不平穩、不連續而導致的故障，同時擴大新能源電力系統的使用規模和使用范圍。

一、現階段新能源電力系統中儲能技術的應用現狀

新能源電力系統是通過風能以及太陽能等自然資源展開發電的，其和傳統的火力發電、水力發電都不相同，新能源電力系統更加的環保、節能。不過現階段我國新能源電力系統的使用和技術均不太完善，仍具有很多的技術問題存在，使得電力系統的運行過程沒法保證完全的穩定和連續，因此就必須借助儲能技術來降低能源的無效損失，以加強能源的使用程度，并增強新能源電力系統的運行安全和穩定，從而促進新能源電力系統的全面建設和發展。將儲能技術應用于新能源電力系統當中，不僅可以有效降低電力在高峰階段所導致的電力負荷，而且還能夠充分延長電力系統設施的使用壽命，以免因為超負荷運行而造成電力設施受到損壞，降低電力系統異常現象的發生，充分提升新能源電力系統的運行質量和效率，符合人們對電力能源日漸加大的需求。

二、對新能源電力系統中各個儲能技術的相關研究

現階段新能源電力系統的儲能技術包括四種，分別為：物理儲能技術、化學儲能技術、電磁儲能技術以及相變儲能技術。

（一）物理儲能技術

物理儲能技術是如今最為常見的一種新能源電力系統儲能技術，還可以將其細分為三種技術，分別為：抽水儲能技術、壓縮空氣儲能技術以及飛輪儲能技術。首先，抽水儲能技術。此技術屬于通過低谷電價來完成電力能源存儲的技術，此技術也是現階段使用最多，而且最為成熟的一種儲能技術，其優點極其的多，不僅能夠大范圍的儲能，而且其運行的成本非常低，水資源的消耗量又小，同時儲存的能源功率非常多。通常使用此技術必須在河流的上游和下游分別配置一個水庫，以提高波谷負荷的蓄能技術，使電動機一直保持在運行的狀態中，把下游水庫里的水抽入，等到了上游的水庫時再保存，一旦遇到波峰負荷的情況，儲能技術能夠使發電機保持在正常運行的狀態下，充分使用上游水庫里儲存的水力展開發電。應用此種儲能技術可以使能源達到70%以上的使用率。如果使用壓縮空氣的儲能技術，也可以滿足大范圍的工業用電需求，此儲能技術是在電力網絡負荷波谷的情況下，借助電力能源對空氣實施壓縮，其運行的原理為借助高壓密封的方法把空氣保存，主要保持于廢舊的礦洞、儲氣罐、廢棄油井以及儲氣井里，當電力網絡負荷高峰時期出現時，便放出之前用高壓密封方法所保存的空氣來轉換成發電機的能量展開發電，這項技術的優點極其多，主要包括：速度快、效率高等，而且還能達到75%以上的轉換率，是未來重點關注并發展的一種物理儲能技術。

（二）化學儲能技術

化學儲能一般是借助電池進行儲能，主要是因為電池的正極和負極間所發生的氧化還原反應能夠實現充電和放電，再通過電力和化學兩者間的轉換反應實現儲能，此項技術是如今使用較為廣闊，而且發展較為成熟的一項新能源電力儲能技術。正因為電池儲能技術非常的成熟和完善，所以如今電池的種類也變得越來越多，主要為：鋰電池、鉛酸電池以及金屬空氣電池等等。化學儲能技術比其他的儲能技術都比較有優勢，尤其體現在能源轉化、電能容量、技術發展以及開發成本等方面。在眾多的電池種類當中，現階段使用性能最強的應該就是鋰電池，它的能源轉換率最大，通常能夠超過85%，而且它的能量密度也很大。此外，還有一種較為綠色的化學儲能技術，就是金屬空氣電池，其運行原理是把氧氣當作正極，把活潑金屬當作負極，把氫氧化鉀、氫氧化鈉以及氯化鈉等物質當作其電解液，然后使氧氣逐漸擴散到發生化學反應的范圍中和活潑金屬進行反應，進而形成電能，此技術不僅成本低，而且低碳環保、可回收，并且能夠迅速充電，所以可以大力推廣，不過現在還未大規模的應用。

（三）電磁儲能技術

此技術屬于一種電磁能和電能之間相互轉換的一種儲能技術，主要有兩種方式，即超導磁儲能和超級電容器儲能。應用最多的應該就是超導磁儲能技術。此技術是把超導材料制成線圈，讓電力網絡通過變流器實施供電，同時形成運行磁場，這種方式的能源轉換率很高，大概為90%。所以這種技術的優點很多，如果超導很小，則線圈的電阻可忽略不計，因此能量損耗非常少，可長時間的供能。不過在供能的過程中，超導體線圈必須在低溫的液體里進行保存，這樣成本就會大，而且極其的繁瑣。同時超導磁儲能技術可借助新能源電力系統來控制電壓和頻率，以保障電力的穩定和安全，并且此技術的使用能夠交換大容量的電力能源，在瞬態中增強電能的質量，在暫態中增強電能的穩定。

（四）相變儲能技術

此技術主要是借助相變材料的吸熱和放熱功能來完成能源儲存的技術，其能量的密度也非常的大，而且相變儲能設備非常的簡單，可以靈活運用，而且管理和應用非常的方便，主要有三種方式，即電儲熱技術、熔融鹽儲熱技術和冰蓄冷技術。對于電儲熱技術來講，其主要是借助水和金屬的儲熱功能來進行使用的技術。而水熱能存儲技術，主要是把水當作介質來儲存能源，此技術不僅管理方便，而且成本低。對于金屬存儲技術來講，其是把金屬當作介質來儲存能源，借助金屬的固體和液體間的物態反應來儲存能源，其有耐高溫、耐導熱的優點。

三、總結

通過上述內容我們可知：現階段新能源電力系統中的儲能技術有四類，分別為：物理儲能技術、化學儲能技術、電磁儲能技術和相變儲能技術。每種技術又包括許多個不同的技術方式。如今新能源電力系統的儲能技術應用非常廣泛，因為其不僅能源轉換率高，而且儲能量大，所以發展非常快。由此可見，應該把各種不同的儲能技術相調配，使調配之后的儲能技術具有更強的作用。

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