摘要：储能技术在风电并网中的应用有助于缓解“瓶颈”问题，因而在此基础上，相关技术人员在对风电并网进行操控过程中，应注重从机械储能、化学储能、电磁储能等角度出发，将储能技术应用于风电并网领域，由此打造稳定的调频控制、功率波动运作空间，满足当前社会发展中电能需求，达到良好的电能供给状态。本文从风电并网中存在的问题分析入手，并详细阐述了风电并网中储能技术应用对策。
关键词：风电并网；储能技术；应用要点
作为可再生能源，风力发电是可再生能源发电领域最成熟的发电技术。此外，它没有污染，投资周期短。目前，中国的电力系统正面临风电一体化的技术问题，而储能系统作为一种非常有前途的技术应用于电力系统。它不仅对风电场输出功率的稳定控制有很好的效果，而且对优化系统经济性，提高电能质量，提高风电穿透功率限制起到一定的作用。
1 风电并网系统的现存问题
1.1 频率稳定性问题
即部分风电机构在实践生产过程中为了打造良好的额定功率输出空间，注重在风电场建设过程中将DFIG应用于其中，但由于DFIG 转速与电网间存在着完全解耦控制效应，由此呈现出无法及时响应电网频率的问题。同时，由于DFIG 在运行过程中惯性值处在0 的状态下，最终促就了系统损失现象的凸显。为此，当代风电并网领域在发展过程中，应提高对频率稳定性问题的重视，并对其展开有效处理，将系统频率偏移控制在标准范围内。
1.2 动态响应问题
即部分风电场在建设工作开展过程中，均采用ECS并网形式，促就常规同步发电机与动态响应间呈现出差异性问题，最终削弱了系统故障保护能力。因而电网公司在并网操控过程中，为了打造良好的系统运作空间，应注重制定风电并网规范。低电压穿越问题，即在风电比例较高区域，部分风电机组缺乏LVRT，继而威胁到了并网运行环境的安全性，且就此诱发过电流等故障现象。
1.3 功率可控性问题
从实际的工程运行的角度进行相应分析，以实现基础的功率可控性内容为基础，促进整个合理性的相关功率内容的有效实施：①频率变动；②由于整个处理的过程中相应的功率变化使得整个可控性的问题得到相应的解决。此外风力涡轮机的有效输出也会由于风速的波动而随时变化。一般，发电机利用其旋转动能提供其额定功率输出的持续时间用惯性时间常数来表征。其规律性表现在：如果惯性时间常数越小，则其旋转动能也会越小，从而故障期间系统频率变化则会越快。
2 风电并网中的主要储能技术
2.1 机械储能
在风电并网运作环境下，为了打造良好的电力系统运作空间，要求下相关技术人员在对系统进行操控过程中应注重强调对机械储能技术的应用，例如，抽水储能技术、压缩控制储能技术、飞轮储能技术等，而在抽水储能技术应用过程中，为了满足风电并网运作需求，应注重将功率范围控制在100MW ～ 2000MW 之间，同时保持响应时间为4h～10h，效率处在60%～70% 的状态下，由此达到最佳的风电并网储能效果。同时，在抽水储能技术应用过程中，亦应注重从电能质量、频率、备用调峰等角度出发，对能量进行管理。此外，在压缩空气储能技术应用过程中，为了满足技术应用需求，应将风电并网运作空间控制在合理化范围内，即功率范围100MW～300MW，相应时间6h～20h，效率40%～50%，由此打造稳定、安全的系统运作环境。但由于压缩空气储能技术在应用过程中需求气体燃料的支撑，因而在技术应用过程中应提高对此问题的重视程度，最终延长风电并网运作寿命。而在飞轮储能技术应用过程中，应保持响应时间处在15s～15min的状态下，达到最佳的运作效果。
2.2 电磁储能
在风电并网运作环境下，强调对电磁储能技术的应用是非常必要的，为此，应注重从以下几个层面入手：第一，从超导储能角度来看，在风电并网操控过程中，为了保障系统运作环境的稳定性，要求相关技术人员应将功率范围控制在0.01MW～20MW 的状态下，且保持响应时间为1ms～15min，由此满足系统运作需求，将运作效率提升至95% 左右。同时，在超导储能技术应用过程中亦应注重配置LVRT等设备，就此达到快速响应效果。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆但由于超导储能技术的应用耗费成本较高，为此，在对其进行应用过程中应注重结合实际情况。第二，从超级电容储能角度来看，为了达到高效性储能状态，要求相关技术人员在对超级电容储能技术进行应用过程中，应注重配置n组风机及35kV/220kV 升压站、30kV 箱变等配备，同时保持响应时间处在0.001s的状态下，由此达到最佳的作业效果。
2.3 化学储能
在风电并网化学储能技术应用过程中主要涵盖了铅酸电池、NS.Li、液体电池等储能手段，而在铅蓄电池储能作业环节开展过程中，要求相关技术人员应注重建构铅酸蓄电池阻抗数学模型、充放电物理模型。同时，基于模型分析的基础上，通过公式：
Ui=E±i×（R1+R2//1/CS）
对蓄电池放电过程信息进行反映，由此满足风电并网作业需求。此外，基于铅酸电池储能技术应用的基础上，亦应注重结合电力系统需求，对时间、电压、电流等因素进行控制，由此规避故障问题的凸显。而在NS.Li、液体电池等储能等储能技术应用过程中，为了打造良好的储能空间，应注重保障功率范围维持在0.1MW左右状态下，由此达到效率为80% 的运作效果，打造良好的电能供给空间。
3 风电并网储能技术的有效应用策略
3.1 改善电能质量
在很多情况下，风电场一般位于电网末端，并与配电网直接相连，这就使得风电引起的电能质量问题显得尤为重要，例如电压波动和闪变则是风力发电对电网电能质量的主要负面影响之一。有学者采用超级电容器平抑风电有功功率快速波动从而抑制闪变的方法，设计了超级电容器的控制策略，仿真结果表明了所提出的控制策略和方法的有效性。针对变速风电机组设计了附加频率控制环节进行研究，分别通过对转子和风轮机的附加控制，使得对系统的一次调频有所贡献。针对这些控制方案将降低风电机组效率的DFIG缺陷，采用飞轮储能系统辅助风电机组运行，通过对飞轮储能系统的充放电控制，实现平滑风电输出功率、参与电网频率控制的双重目标，并通过仿真验证了方案的可行性。
3.2 提高风电低压穿透力
LVRT问题是风电发展过程中最为常见的难题，时刻影响着整个系统的稳定性。要提高系统LVRT能力，需要从两个方面入手。首先，要不断改进系统的控制策略；其次是增加硬件设备投入来实现LVRT的提高。两种方式各有利弊，后者投入更大，是当前主要方法。通常，电力系统会通过配置ESS来提高LVRT能力。由于电网的故障暂态短，因此，储能系统需要具备快速反应能力，同时能够在电网故障的情况下有效挂网运行。
3.3 降低风电的功率波动
风电输出功率波动和风电的难以控制，是风电入网稳定性差、风力发电电能质量不高以及电能调度的经济效益不高的重要原因。而在风电系统中适当配置E SS，并制定出科学合理的控制制度措施，可以有效平抑风电的功率波动问题，减少风速随机变更对电力输出产生的消极影响。抑制风电功率异常波动均采用若干单位组合的储能单元来构成ESS，通过优化储能单元的控制措施，实现最小化的储能容量与最大化的使用寿命周期，都是风电并网中储能技术应用研究过程中值得关注的问题。
4 结语
我国风电场在风电并网操控过程中仍然存在着频率稳定性等问题，诱发了资源短缺现象。因而在此基础上，为了推进当代社会的快速发展，要求风电场在风电并网环境改善过程中应注重从增加风电穿透极限、增强LVRT 功能、保障储能系统风电稳定性等层面入手，达到稳定、安全的电力系统运作状态，满足当前生产、生活电能资源需求，增强整体社会发展进程，迎合社会快速发展趋势，强化社会竞争力。
参考文献：
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论文作者:刘闯,杜佳
论文发表刊物:《电力设备》2019年第22期
论文发表时间:2020/4/13
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