新能源電力系統中的儲能技術探討

江燕

摘 ?要：面對日益嚴峻的能源危機和環境污染問題，電力企業越來越重視可再生能源的利用，希望通過新能源系統來解決電能損耗等問題。新能源由于其間歇性、隨機性等特點，在實際應用中存在著諸多問題。為此，企業應加強研究，更新和優化技術體系，提高新能源利用率。

關鍵詞：新能源電力系統;儲能技術;安全性

前言

電力系統作為一種新的能源供應方式，可以促進電力工業的發展，既能保證電能供應的可靠性和安全性，又能減輕損耗問題帶來的不利影響，有利于電力工業的長期發展。文章以新能源電力系統儲能技術為重點進行分析探討，希望對行業發展、社會經濟有一定的幫助。

1儲能技術分類

可將電能轉化為各種用途的能量，電能轉化后可與各種裝置或結構相連，以達到一定的儲能效果。按能量的儲存和轉化方式，可分為儲能、相變電池、機械儲能和電化學儲能。機械能量儲存包括抽水能量儲存、飛輪能量儲存和壓縮空氣能量儲存。電化學能量儲存包括流量儲存、硫鈉儲存和鉛酸儲存。相變儲能是指蓄熱體在相變的作用下，吸收并釋放大量的熱能，根據季節提供相應的熱量供應，如建設暖通空調系統，這樣就實現了能量的科學轉化，在保證室內舒適性的同時，降低能耗，減少環境污染。其中，超導電儲能和超級電容儲能是兩種主要的儲能形式。

2儲能技術在新能源電力系統中重要性

電網作為當今電能的重要供給系統，被廣泛應用于各個領域，而將新能源應用于電力系統，可以在保證電能供給的基礎上，減少對能源的浪費和污染。但是要提高新能源的利用率，就必須科學地應用儲能技術。在新能源電力系統中，儲能技術的作用可以歸納為以下幾點：

（1）對大型風力發電系統而言，由于其本身存在較大的不穩定性，常常會造成系統運行電壓不穩定，而利用儲能技術可以很好地控制不穩定因素。運用儲能技術，可科學地調節系統容量和儲能電源，保證風電系統的穩定運行。

（2）應用儲能技術，可實現風電機組在電力系統運行中的低電壓穿越，維持風電機組設備的穩定運行，提高機電設備的響應效率，保證系統運行的安全性。利用儲能技術，還可以吸收運行中的多余能量，將其轉化為電能，達到節能的目的。

（3）儲能技術的應用充分考慮了電力系統的經濟性，可以對風電的波峰波谷進行控制，減少不必要的成本損失。

3新能源電力系統中的儲能技術

3.1物理儲能技術

能量儲存技術主要有抽水儲存、壓縮空氣儲存和飛輪儲存三種形式。在這些能源中，抽水蓄能是目前使用最廣泛和規模最大的能源儲存方式，具有成本低、用水量大、能耗低等特點。在實際應用中，需要上游和下游分別建庫，用電機泵抽水，完成電能轉換流程。抽蓄能量技術是一種直接將電能轉換為重力勢能，實現發電的方法，整個過程能量轉換可達七成以上，損耗相對較小。壓縮機儲能方式也是目前比較常用的儲能方式之一，它是針對負荷地域波谷情況，進行能量存儲，以維持電力供應的一種方式。本發明采用高壓密封的方法，在礦井、儲氣罐、儲氣井等區域儲存空氣，當負荷達到高峰時，利用汽輪機釋放壓縮空氣，實現發電。而且轉換的電能可以超過75%。

3.2化學儲能技術

化工儲能技術是利用電池介質，通過內部化學反應，預先儲存和釋放能量的一種方法，主要是將電能附著在不同類型的電池上，達到儲能的目的。現在常用的化學儲能電池主要有鋰電池、鈉硫電池、液流電池和金屬空氣電池。

而鋰電池使用最為廣泛，電能轉換與存儲效率高，連接方式多樣，應用廣泛，是新能源系統的重要組成部分。用電解液循環方式實現了電能供應，具有靈活、蓄放靈活、安全實用、電能轉換效率高等特點，但液流電池使用成本高，技術要求高，普及度低。

金屬空氣電池是一種新型綠色材料電池，其結構包括由氧氣構成的正極、金屬活化陰極、堿性電解液等，借助于電化學法可產生電能。金屬空氣電池具有優良的儲能性能，電池能量比鉛酸電池高8-10倍，同時原料綠色環保，在新能源電力系統中具有良好的應用前景。

3.3電磁儲能技術

電磁式儲能技術是把電能轉化為電磁式儲存磁場的方法，它分為超導儲能和超級電容儲能兩種。后者是利用超導體制形成的線圈來實現電磁能量的轉換和存儲，具有轉換效率高、速度快、功率損耗小等特點，可以提高新能源電力系統的能量轉換效率，增強功率補償效應。是保證電力系統穩定運行，提高供電質量的一項重要措施。

新能源儲能設備是近年來才出現的，它與傳統儲能設備的不同之處在于，儲能設備的容量和密度明顯增加，受溫度變化因素影響較小，壽命較長，而且功率大，對環境的威脅較小。超電容的工作原理是通過電極與電解質形成雙界面來儲存能量，電極與電解質接觸產生穩定的雙層電荷，電容器相當于電解質中的兩塊無活性的多孔板，當電壓加載到多孔板上時，電解質中的離子發生定向移動，形成雙電層電容器。

3.4相變儲能技術

相變儲能技術是一種利用相變材料進行能量轉換和儲存的重要方法。相位變化材料本身具有一定的特殊性，在恒溫條件下，可以通過改變材料的相態來吸收和釋放熱能，完成能量的儲存。此外，相變材料本身的溫度變化和物理狀態不同，所產生的吸收和釋放熱能的情況也不同，這就是為什么相變材料廣泛應用于新能源電力系統的原因。

常見的相變材料主要有無機相變、有機相變和復合相變等。聚氨酯材料是以結晶鹽和金屬材料為原料，通過不同的加工工藝和成分組成不同的相變材料。有機PCM中除基質外，還含有蠟，醋酸和有機物。負荷電容法是一種將傳統材料和新材料相結合的新技術，它具有良好的綜合性能和穩定性，對新能源電力系統的推廣應用具有積極的意義。

結語

通過以上分析，使相關人員對電力系統新能源儲能技術有了更多的了解，充分把握各種儲能技術特點的優勢，加大研究力度，不斷提高技術水平，擴大新能源電力系統的應用范圍。對中國的各項事業都有很大貢獻。

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