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摘要：进入到新世纪以来，随着我国市场经济水平的高速发展，我国人们的生活水平和生活质量也有了显著的提高，同时我国对于能源的需求也是在不断增加的，而在风力发电技术中引入储能技术就是当前最重要的研究方向，引入储能技术后不仅能够有效抑制风电的功率波动，使电压平稳的输出，还能够提高电能的质量和保证风力发电并网的正常运行。文章针对储能技术在风力发电系统中的运用进行了详细的阐述，内容仅供参考。
关键词：储能技术；风力发电系统；储能技术；运用
1储能技术的分类和特性
1.1超导储能系统
所谓的超导储能系统就是指利用超导线所制成的线圈，将电网供电时所提供的磁场能量有效的储存起来，等到需要使用时再将这些能量送回给电网使用。超导储能系统主要具备以下几个方面的优点：(1)超导储能技术的释放能量的速度是很快的，进行能量的输送过程中不存在能量转换的过程，比功率和比容量大，响应的速度快并且转换的效率高；(2)超导储能系统储存能量时的能量损耗是很少的，在能量的输送过程中，送回能量的效率高；(3)超导储能系统中采用SMES能够更好的调节频率、电压、无功功率以及有功功率，同时也能够使用储能系统和风电系统的实时的功率和大容量能量转换的补偿。目前，超导储能系统已经在风力发电系统中被广泛的使用了。
1.2超级电容器储能系统
所谓的超级电容器储能系统就是依据电化学双电层而研制而成的储能系统，超级电容器储能系统能够提供强大的脉冲功率，在其充电的过程中是出于理想极化状态下的电极表面的，电荷能够吸引周围电解质溶液中的异性离子并使之依附在电极的表面，这样便形成了双电荷层，构成了所谓的双电层电容。
目前，在我国关于超级电容器储能系统的研究工作已经有十余年的历史了，已形成了一套超级电容器储能系统的系列产品，这个超级电容器系统的最大储能量能够达到30MJ。超级电容器系统在电力的系统中多被用于大功率、短时间的平滑负责和电能质量高峰值的功率场合，在这种场合出现电压瞬间跌落或是瞬间受到干扰时，超级电容器储能系统能够提高供电的水平。
1.3飞轮储能系统
飞轮储能技术是一种利用机械运动进行储能的方式，其原理就是将电能通过能量转换成为飞轮机械运动的动能并将这些能量长期的储存起来，等到需要使用时再将这些动能转化成为电能，以供用户的使用。
大功率电子电力变流技术、电磁和超导磁悬浮轴承技术、玻璃纤维材料和高强度碳素纤维等技术的发展已经使飞轮储能技术得到了快速的发展。飞轮储能技术能量密度在20kWh/kg以上，功率密度在5kW/kg以上，并且飞轮储能技术的能量的转换效率能够达到90%以上，能量的损耗是比较少的，另外飞轮储能系统还具有无污染、噪音小、能够连续工作以及维修简单的优点。将飞轮储能系统通过积木式的方法进行组合后，系统就可以达到NW级，系统输出的时间最短为数分钟，最长则可以持续数个小时连续工作。目前，飞轮储能系统主要用于发电系统中的频率控制和电网调峰的工作，在一些先进的国家飞轮储能技术也已经被应用到了风力发电系统中了。
1.4蓄电池储能系统
蓄电池储能系统就是指利用电池的正负极的氧化还原的反应进行充电和放电的过程，其的组成成分一般为电池、控制装置、直交流逆变器和辅助装置等装置。目前，蓄电池储能系统在发电系统中的应用是最为广泛的，由于蓄电池储能系统中所选用的化学物质的不同，蓄电池储能系统一般被分为锂离子电池储能、钠硫电池储能、镍镉电池储能、铅酸电池储能、液流电池储能、镍氢电池储能等储能系统。
1.5其它储能系统
除了以上介绍的储能系统，在实际操作中被应用的较为广泛的储能方式还有压缩空气储能、氢燃料电池储能、抽水储能等储能的方式。压缩空气储能系统是一种采用燃气轮机进行调峰储能的技术，在相同电力输出的情况下，这种储能技术所消耗的燃气更少，并且压缩空气储能技术的能量的转换效率也能够达到90%以上；氢燃料电池储能技术是一种将化学能直接转换成电能的装置，但是如果想要使氢燃料储能技术被广泛的使用，氢气的安全高效的储存和运输、廉价提取和大规模的应用三大问题是急需解决的三大问题；而抽水储能技术在现实中大多都被用于电网调峰的工作，另外在集中式发电时的应用也比较大。由于抽水储能技术是受到地理条件的限制的，所以很多风电场不能建立抽水蓄能电站，就业无法应用抽水储能的技术。
2储能技术在风力发电系统中的应用
本文以中小型风力发电系统结构为例，分析储能技术的应用。储能技术解决了风力发电不稳定的问题，运用互补的方法，完善中小型风力发电系统的运行环境。
2.1负荷调节
风力发电系统的运行中，储能技术应用在负荷调节方面。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆当发电系统处于负荷低谷期时，储能技术适当的充电，系统在负荷高峰期时，主动放电，有效调节了负荷，以免风力发电系统有不恰当的操作情况，表明储能技术在负荷调节中的实践应用。
2.2负荷跟踪
储能技术为风力发电系统提供了负荷跟踪的方法，风力发电系统中，在电力电子接口位置，接入了畜电池储能系统、飞轮储能系统、超导电磁储能系统等，运用储能技术，可以跟踪接口处的负荷变化，而且是在快速的状态下，跟踪负荷，把控风力发电系统的应用。
2.3稳定系统
储能系统在风力发电系统中，无功功率、有功功率的变化非常快，并且较为明显，储能技术可以在频率振荡、功率中，发挥阻尼的作用，维护风力发电系统的稳定，所以风力发电系统逐步将储能技术，应用到风力发电的系统稳定中。
2.4功率控制
功率控制是指储能技术主动校正风力发电系统的功率，还要控制功率因数。例如：在中小型风力发电系统内，储能技术与电力电子的接口位置，可以快速的提供有功功率、无功功率，目的是确保风力发电系统的稳定及功率效率。
2.5黑启动能力
黑启动能力是储能技术在风力发电系统中的一类功能，在系统孤岛运行的过程中，储能系统可以提供系统启动的电能资源，确保风力发电系统启动的有效性。
2.6提高利用率
储能技术在用电的高峰期，提高了风力发电系统的利用率，逐步增加发电系统的整体能量。例如：中小型风力发电系统，储能技术用于调节系统的不稳定，控制负荷的峰谷比，存储多出的电能，重新应用到负荷高峰时期，避免存储与转换期间发生电能损失，现代风力发电系统中，在提高利用率方面，可以选择碳纳米管超级电容器储能系统结构，优化风力发电系统的应用。
2.7延缓容量
风力发电系统有容量上的需求，储能技术可以在一定程度上，延缓系统对容量的需求，包括发电容量、输电容量。例如：储能技术延缓了风力发电系统的容量，可以削平负荷峰值，降低风力发电系统的容量需求，减轻调峰机组的运行压力，风力发电系统在延缓容量时，在恰当的位置，设置储能系统，促使储能技术能够在风力发电系统的低谷期实行充电，以此来简要负荷容量，增加系统输电的容量。
3储能技术在风力发电系统中的前景
储能技术在风力发电系统中的应用前景，表现出较大的挖掘价值。在未来发展中，结合风力发电系统的运行，针对储能技术提出几点建议，如：①注重储能技术在风力发电系统中的成本控制，逐步降低储能技术的成本，在此基础上，提升能量转换的实际效率，运用一定的成本，分配好储能技术的应用，促使储能技术在未来风力发电系统中，能够得到普及应用；②储能技术要将建设的重点，放在额定功率、环境条件、成熟度方面，以便管理好风力发电系统的电能质量，体现储能技术未来应用前景的优质性；③储能技术中，不同类型的技术，对风力发电系统有调峰的作用，在风力发电系统中，实现大规模的储能，在发挥调峰功能时，还能保证风力发电资源的合理运用，避免造成电能损失；④风力发电系统中，实行多种储能技术混合应用的模式，如蓄电池储能、超导储能等，利用混合、配合的方式，完善储能系统，确保储能技术在风力发电系统中，可以实现经济型运用，同时还能做到能量管理与质量管理，构建出经济可行的储能方案，改善储能技术在风力发电系统中的应用效果，推进储能技术的发展。
4 结束语
现在，储能技术种类繁多且各具特色，但其也存在着缺陷，如化学电池的充电量较少，还会破坏环境；而抽水储能与压缩空气等形式储存能量，需要进行转化，使得其效率较低，并且这些形式的储能需要大量的建设成本。因此，从现在的发展出发，要想使储能装置得到最好的发展，更好地服务于可再生能源发电站使电力系统稳定运行，应采取配置多种储能装置相结合的技术，彼此间协调控制、综合规划。这也是现今需要深入研究的地方。
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论文作者:王博,陈帅东
论文发表刊物:《电力设备》2017年第27期
论文发表时间:2018/1/12
标签：储能论文; 系统论文; 风力发电论文; 技术论文; 能量论文; 功率论文; 超导论文; 《电力设备》2017年第27期论文;