新能源發電系統中儲能技術現狀與分析

明鏡 何華偉

摘要：當前，全球氣候變暖、大氣污染、酸雨蔓延、水體污染、臭氧層破壞、固體廢物污染等環境問題日益嚴重，這對國際能源形勢的改變產生了較為深進的影響。新能源異軍突起，由于其具有清潔低碳、資源豐富、分布廣泛等優點，目前已成為各國能源収展的主流方向。但新能源發電系統間歇性大和可控性差等問題，也一直嚴重制約其發展。在改善新能源發電系統輸出穩定性的過程中，儲能技術得到較大規模的應用，進而也獲得了重要的發展契機。

關鍵詞：新能源發電;儲能技術;應用優化

1.儲能技術現狀及優缺點

目前，在新能源發電系統中常見的儲能技術主要有化學儲能技術、磁場儲能技術、電場儲能技術以及機械儲能技術等。其中，化學儲能技術以鋰離子電池、鉛酸蓄電池為主，液流、鈉硫、鎳氫電池等技術的研究也取得了極大的突破。磁場儲能技術主要是指超導儲能。電場儲能技術主要包括電解電容儲能和超級電容儲能。機械儲能技術則以抽水蓄能、壓縮空氣儲能和飛輪儲能等為代表。

2.國內儲能技術發展現狀

我國在抽水蓄能這一傳統儲能技術中，擁有較大優勢，按照總裝機容量來看，我國以32.0GW位列全球第一，日本和美國次之。但我國在新型儲能技術領域，和其他發達國家相比，起步較晚，目前仍處于積極探索和建設示范工程的初級階段。根據美國能源部于2016年8月16日更新的全球儲能數據顯示，我國儲能項目累計裝機總容量達到32.1GW，其中抽水蓄能裝機容量就高達32.0GW，電化學儲能和熱儲能裝機容量均為0.05GW，其余儲能項目數據未統計。所以，我國在新型儲能技術方面是劣勢的。為改善這一問題，我國政府部門也制訂了一系列的優惠政策，包括降低稅收、提高補貼、減少審批流程、鼓勵科研立項等措施，尤其是在“十三五”規劃的百大工程項目中，就有多個與儲能技術相關的項目。

3.現階段新能源電力系統中對儲能技術的應用

3.1電化學儲能分析

對于化學儲能而言，通過和其他相關儲能設備進行比較可知，機動性相對來說比較好，并且在一定程度上具有著相對來說比較快的反應速度，能力比較高等，再加上循環效率上也是較為獨特的。所以在大多數化學裝置中都能獲得比較好的應用。通過研究重點領域中化學技術，合理的運用鋰電池以及鉛炭電池，對化學儲能的應用性進行不斷的提高。現階段由于我國化學儲能占的比例不是很高，大部分技術都是由國外部分公司進行壟斷的，因此會下降鋰電池成本，進一步加強化學儲能中的商業潛力。

3.2太陽能系統中的應用

對于太陽系統而言，主要分為兩個方面，一方面是光伏系統;另外一方面是光熱系統。這兩個系統能夠把太陽輻射直接有效的轉變為電能。光熱技術能進一步將太陽當成發熱源，通過供冷和制熱對光熱發電進行積極的開展，在供暖和加工發電等以及能夠和化學染料等相關反應能促進化學燃料在發電中的效率。在一定程度上調節太陽能，保證其無論在時間上，或者是空間都可以實現相互平衡，保證其長期和短期應用能力得到提升，然而這種方式并不能夠對用戶自身所有需求給與滿足，但是通過采取間接性的供電方式，就能符合用戶的實際需求。

3.3物理儲能

物理儲能的優點是大規模、低成本和周期長，能夠為大規模大發電系統提供長期的電力支撐。物理儲能方式主要利用空間中的的天然資源，具有綠色環保和持續的特點。但其缺點就在于建設的需求眾多，必須準備專門的場地且有地理條件需求。常用的物理儲能方式有三種：抽水儲能、空氣壓縮和飛輪儲能。抽水儲能的能量轉換率較高，儲能容量大且運行費用低，需要在海水環境中進行運作。由于抽水儲能的運營方式靈活和供應穩定，抽水儲能不僅是一種基本的發電方式，還是備用電力的主要組成部分。

空氣壓縮儲能的安全系數非常高，在解決大規模發電項目的平滑輸出問題方面效果顯著，但空氣壓縮儲能的場地對地質條件有著特殊的要求。在空氣壓縮儲能工作過程中，首先需要進行儲能步驟。儲能工作就是壓縮機利用風電機組多余的風電進行基本運作，進行空氣的壓縮和降溫工作。進行壓縮和降溫處理后的空氣需存放在廢舊或新建的油氣礦井中，以備釋能工作使用。其后，釋能工作使用升溫裝置將高壓空氣升溫，借助升溫的氣體來進行燃燒室物質的助燃，燃燒后的氣體則會推動燃氣輪機，最終由燃氣輪機來帶動發電機進行最后的發電工作。

飛輪儲能的主要運作方式與空氣壓縮儲能相似，分為儲能和釋能兩個部分。其主要電力獲取方式是將飛輪旋轉的機械能轉化為可用的電能，具有清潔高效和能量獲取迅速的特點。

4.當前儲能系統優化配置和控制的有效策略

4.1系統組成結構分析

目前我國通過對多種儲能技術的研究分析，實現了電力系統運行效率的提高。多種儲能技術不僅可以促進大體積、功率較高和密度較高的系統進行綜合并網處理，還可以控制整個儲存單元的高密度。因此該技術在很多的電力系統中被廣泛地使用。同時，還要對超級電容裝置實施高效的運用，實現改善電能質量的目的，保證風電場功率在提高的基礎上，調整太陽能的電廠生產功率。另外，在環路設計的技術下，電能質量的合理控制還可以結合光伏發電系統的有效支持，然后保證混合儲能系統的安全與穩定性。再對功率進行定型分析，實現系統在固定的使用年限內電池儲能系統的優化處理。

4.2儲能吸引要確保優化的配置

針對于我國當前的儲能系統來講，在實現優化配置的過程中還要注重高質量以及電能的穩定性，從而提高整個功率在波動的過程中保持平穩性，然后充分的結合經濟與技術的要求，實現內部容量的不斷提高。為電能的儲存提供很大的幫助。在新能源的開發過程中還要結合運行的特點，實施曲線的分析，完善電力系統的優化設計，最終讓新能源的電力系統更加的科學與完善。

4.3儲能系統控制策略

針對于電力系統的儲能技術來講，其配置需要不斷的完善。因此要結合科學有效的分析進行問題以及漏洞的補缺，從而提高儲能技術的應用效果與科學性。同時，儲能技術逐漸成為整個電力系統的重要核心，實現電力市場發展過程中的要求與市場需求的滿足。在對儲能系統進行功率提高的基礎上還要加強放電強等相關的特點，保證并網變流器設計效果的提高，合理的控制其功率。最終滿足實際的輸出輸入要求，完成儲能系統的多項功能。另外，在電網穩定性方面也會起到提升的作用，還可以控制儲能裝置，進而提高系統中內部的自控能力。結合多項的管理工作，全面地提高電網運行系統自身的控制管理效果，為我國新能源電力系統中儲能技術的合理應用提供重要的基礎保障。

總結

通過對上述的內容分析得出，我國現階段應該全面加強應用以及創新方面的研發，這樣能促進能源穩定性，還能促進電能質量的進一步提高，對功率波動問題進行科學處理，與此同時結合多種并網技術的運用，就能推動新能源電力吸引實現規模化發展。

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