【摘 要】本文分析了储能技术的发展、成本、新能源电力储能技术的应用以及发展前景，希望能够对读者提供一些借鉴和参考。
【关键词】新能源；储能技术；应用；发展
1.前言
随着电力系统的发展和完善，储能技术所发挥的作用也日益显现。不同的储能技术有不同的特点，国内外的专家学者也在不断探索储能技术的有效运用策略。
2.储能技术的概述
现阶段电力发展系统的发展已经完全不同于传统的在化石能源的基础上发展起来的电力系统，而是出现更多的新型技术的发电措施，例如风能、太阳能、地热能等等形式的发电，这些发电技术都属于新能源发电技术。但是这些技术的应用还不够成熟，不仅有着一定的局限性，并且难于完全由人类控制，间断性和不稳定性较强，对于电网的安全运行也存在一定的威胁。由此，大规模的储能技术就显示出相当的现实意义，它可以帮助削减甚至消除新能源发电技术的波动、随机性，提高新能源的利用率，促使电力系统的稳定安全发展，增强其与其他能源的竞争力。储能技术无论是在电力系统的发电、输电还是在配电的各个阶段都能够发挥出不可替代的作用，这不仅可以使得高峰时期供电的负荷有所下降，并且可以提电力系统中电网设备的利用率和整个系统的工作效率，如此就可以大大地降低电网故障出现的几率，还能够一定程度地提升电能质量，更加合理地满足用电需求促进能源利用的形式转变。
3.各种储能技术的发展以及成本
3.1储能技术的发展
站在技术成熟角度分析，当前应用较为成熟的储能技术有抽水蓄能以及铅酸电池，而液流电池、钠硫电池等技术相对成熟，但是依然处在产业化初始阶段，并没有进行广泛推行，需要进一步检验技术的稳定性以及效益。关于能量以及功率密度，电池蓄能的密度较高，钠硫电池密度达到200W•h/kg；飞轮、抽水、超导瓷储能基本都不足30Wh•kg。而后面几种电池的功率密度较高，能够进行大功率供电，反应迅速，可以电压以及供电短暂下降或者停止的情况下应用，提升电网的稳定性。关于循环寿命，电磁储能可以进行数万次的循环；机械储能的寿命基本由系统相关零件使用周期所决定，一般寿命在15年以上；电池储能寿命和电机材料相关机能以及失效机理息息相关，而钠硫电池可以进行高达4500次的循环，较之锂离子电池，速度要高出很多。
3.2储能技术的成本
现阶段，储能技术最为实惠的有抽水以及空气储能，进行大规模推广时展现较为显著的优势，短时间可以开展广泛的运用。电池储能现阶段的经济性依然不足，而且成本无法缩减至抽水蓄能水准之下，短时间内无法进行大规模的推广。电池储能缺乏一定的成本优势，但是具有设置灵活、反应迅速的优点。所以，应当结合实际需要，综合利用各种储能有效体现相关技术优势，合理设置储能系统，进而促进该系统成本的降低。
4.新能源电力系统中的储能技术的合理运用
4.1风能电力系统中储能技术的合理运用
系统瞬时功率平衡水平对于新能源电力系统的稳定运行具有重要作用，储能技术的运用，能够充分满足有功功率及无功功率需求，从而实现对系统这一水平的优化，以保证其稳定运行。例如风能电力系统中的电压稳定性问题，可以采用超导储能技术。这一技术的运用能够针对系统中的风速扰动及联络线短路问题进行解决。据仿真表明，运用超导储能技术后，出现网络故障后，依然能够实现风电场的稳定，在风速扰动的情况下，也可以实现风电场平滑输出。该技术主要运用在并网型风力发电系统中，通过对SMES模型等的构建，以及对最优反馈矩阵的计算，能够发现，在储能技术运用下，输出电压的稳定性得到了巨大的改善。
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再例如风能电力系统中的频率稳定性问题，也可以通过储能技术进行解决。这一问题的解决，主要集中在平滑风电输出功率方面。据仿真证明，飞轮储能系统在这一部分运用中能够发挥巨大的作用，可以通过其充放电操作，实现这一问题的有效解决。同时，SMES装置的运用，也能够按照系统负荷变动对处理进行适当的调整，以维护风能电力系统中频率的稳定性，改善系统旋转备用不足情况。风电出力缺乏可控性是影响风能电力系统稳定的根本原因，储能技术的运用，具有平滑风电出力的功能，能够提升风能的可调度性。在平抑风电出力波动中，可以运用串并联型超级电容器储能系统的电路拓扑，具仿真表明，串并联补偿能够有效平滑风电出力，抑制电压暂降，对风能的不确定性进行改善，从而增强风电场的稳定性。同时，也可以在基于全功率变频器的永磁同步风电机组的直流母线上并联飞轮储能装置。通过这一技术的运用，实现模糊控制，能够达到稳定风电机组输出功率的目的。
4.2光伏并网中储能技术的合理运用
在光伏并网中，主要存在的问题也是系统瞬时功率的平衡水平问题，通过储能技术的运用，能够对这一问题进行有效解决。在储能技术的实际运用中，可以通过无源式并联储能方案的应用，在光伏系统负载功率等脉动形势下，平滑蓄电池充放电电流。这一方法主要适用于独立光伏系统。同时，在这一系统中，也可以运用混合储能系统，对系统瞬时功率进行平衡。在具体操作中，需要将功率密度较高的超级电容、能量密度较大的磷酸铁锂电池进行组合，并对控制结构及方式进行合理设置，以便其效用得以充分发挥。据仿真证明，这种混合储能系统的运用，在维护系统运行稳定性中，能够起到十分明显的作用。超级电容器蓄电池混合储能在新能源电力系统中具有巨大的开发潜力，是未来储能技术研究的重要趋势。但是就目前情况来讲，针对这一方面的研究和运用还相对较少，因而还需要相关人员加强对这一方面研究的重视，促进整体储能技术的快速发展。
5.储能在国内外电力系统中的前景解析
5.1储能技术在电力系统中的应用
结合相关电力统计，储水蓄能相关装机容量最多。当前世界中，日本的抽水蓄能发展速度最快、装机容量最大，直到2012年实现了25GW的装机容量；紧接着是美、意德、法等国家。我国到2015年达到了30GW，发展成就显著。在电力系统中，抽水蓄能具有调峰、调频、消峰等作用。因为不同的国家电力结构存在差异，抽水蓄能电价体系以及运行管理也不同。比如，日本定价使用方式是租赁以及内部核算制度；英国使用竞价以及电价体系；我国现行的抽水蓄能建立以及管理机制，由电网运营单位管理，电网单位吸收一半的建设成本，用户以及发电单位分别负担四分之一。现阶段，压缩空气储能在美、德两国形成商业化发展，分别实现了290MW、110MW装机容量，主要用于调峰以及替换成本高的电厂。电池储备技术在各国发展均较快。特别是钠硫以及锂离子电池储能系统逐步投入建设运行中，主要用于新能源以及调频领域。
5.2储能产业的市场前景预测
根据相关调研可知，中、日、美等多国对风能、太阳能等各项资源进行长远规划，同时按照自身国情执行在电网和新能源快速发展的情况下，各个国家进行了未来二十年的储能规划探究，同时深入分析验证了相关储能技术，对技术的应用进行大力的推广，多数国家的储能主要用于快速应急响应。大规模可再生资源的使用有利于消峰填谷、延长建设投资以及确保电力系统安全，在此过程中提供了发展机遇。根据相关预测，世界储能市价在未来会以26%增长率逐年上涨，直到2020年将达到170亿美金的市场价值。虽然市场前景可观，但是成本较高、补贴力度不足、电价以及商业体系较为模糊。
6.结束语
总之，储能技术是电力系统快速发展的关键技术。随着科技水平的发展，我们对储能技术的研究也将不断深化，储能技术也将不断完善，推动电力行业的持续发展和进步。
参考文献：
[1]叶季蕾，薛金花，王伟，吴福保，杨波．储能技术在电力系统中的应用现状与前景［J］．中国电力，2014（03）：1－5．
[2]左明明．储能技术在电力系统中的应用解析［J］．电子技术与软件工程，2016（05）：11
论文作者:程首林
论文发表刊物:《低碳地产》2016年12期
论文发表时间:2016/11/1
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