储能技术在新能源系统中的应用论文_张洪亮

储能技术在新能源系统中的应用论文_张洪亮

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摘要:在我国,储能技术的起步较晚,但是随着我国电改方案的进一步实施,智能微电网、清洁能源发电以及电动汽车等行业都在快速的发展,这时人们对于储能技术的发展越来越重视,这必将成为一种发展趋势。储能技术在新能源系统中的应用到越来越广泛,在电力系统的应用中也会越来越广泛。本文对储能技术在新能源电力系统中的应用进行了细致的分析,并对其面临的问题以及发展的前景进行了探讨。

关键词:储能技术;新能源系统;电力系统

目前,储能技术在新能源系统中的应用主要集中在电力系统当中,在电力系统中进行应用可以分为四类,分别是电磁储能技术、化学储能技术、物理储能技术以及相变储能技术,这其中每种储能方式都有很多种具体的应用方法。现如今储能技术的发展已经较为成熟,在电力系统中进行应用已经可以满足用户日常的需要。将储能技术在新能源电力系统中进行应用,需要对储能容量以及能源转换率两个方面进行关注,另外还需要对响应效果进行关注。在电力系统中进行应用时,需要将这些储能技术进行最大的优化配置,不断地将各类技术进行协调,从而使其储能效果达到最大。

一、储能技术的现状以及作用

(一)储能技术的在新能源电力系统中的应用现状

在电力系统当中进行新能源的应用,使电能的产生愈加具有多样性。同时,因为新能源的特点是波动性以及随机性,这也给电力系统的运行增加很大的不稳定性。在一些电网较为薄弱的区域,若是将新能源投入电力系统当中,会对整体系统当中的电压稳定性以及频率都造成很大的负面影响。此外,在系统当中的某些小器件会有谐波的情况发生,此时电能的质量便会不断降低。所以,在风能或者太阳能等新能源在电力系统中进行应用的时候,一定需要注意将其不确定性进行克服。将储能技术进行开发,将其转换功能不断增强,从而将新能源电能的质量不断提升,使新能源可以被人们更好的运用。

(二)储能技术在新能源电力系统中的作用

将储能技术应用到新能源电力系统当中,对电力系统的整体发展会起到促进的作用。首先,储能技术当中的快速响应以及动态调节可以增强电力系统运行的稳定性。在电力系统当中对于功率的需求分为有功和无功两种,储能技术可以使这些需求得到有效的满足,不断改善电力系统当中的瞬时功率,将其平衡水平不断提高,从而不断增强整体电力系统运行的稳定性。其次,将储能技术在电力系统中应用之后,将其快速响应的能力进行科学的配置,使其中多出的能量被吸收掉,从而实现对于风电机组的有效保护,增强其低电压整体的穿越能力。最后,储能技术的应用还可以将其经济性进行提高。在新能源电力系统当中,利用抽水储能以及压缩空气储能,将风力在时间轴上进行平移,从而使电力系统不断的优化,将电力系统经济性不断地提高,从而将其整体的经济效益不断地提高。

二、储能技术在新能源系统中的应用

(一)物理储能技术

在新能源的电力储能当中,物理储能是其中十分常见的一种,物理储能又分为三种储能技术,分别是飞轮储能技术,压缩空气储能技术以及抽水储能技术。在其中,压缩空气储能技术可以进行大能量储存,现在已经可以承担大规模用电的储存,当电力网络出现了负荷波谷的时候,可以用电力能源进行空气的压缩,将空气压缩之后进行密封,然后将之储存在储气井、废弃油井、储气罐或者废旧矿洞之中,当电力网路出现了负荷高峰的时候,便将高压的空气释放出来,从而使其推动汽轮机,实现发电,此种技术的使用效率高,速度快,能量转换率也是十分高的,可以达到百分之七十五左右,因此其发展空间是比较大的。

抽水储能技术在新能源储能当中是最成熟的一种大规模储能方法,它是通过低谷电价来存储电能,其特点是消耗的功率较大,并且对水资源的消耗较大,但是其运行的成本是非常低的。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆在应用抽水储能技术的时候首先需要进行水库的配建,将两个水库分别配建在河流的上下游,在负荷波谷的时候进行蓄能,电动机进行工作,泵出河流下游水库的水并使其保存到上游的水库,等到负荷高峰时,便可以利用上游水库进行发电。这种技术的能量转换率也是相对较高的,也可以达到百分之七十左右。

(二)化学储能技术

通常来讲化学储能指的是利用电池进行能源的储存,通过电池间正负极之间进行氧化还原反应从而进行放电以及充电,将化学能以及电能进行相互之间的转换,在新能源的储能技术应用当中这是发展最成熟并且应用最广泛的一种储能方式。电池储能现已发展的较为成熟,其种类也是很多的,例如金属空气电池、盐酸电池以及锂电池等等。化学储能技术在技术的应用成本、电能容量以及能源转化上都具有一定的优势。其中,最绿色的储能技术便是金属空气电池,它的正极是氧气,负极是一些活泼的金属,电解液通常采用氢氧化钾或者氯化钠,从而使氧气与活泼金属产生化学反应,从而释放出电能,它的优势在于成本低、可回收以及低碳环保等等,并且可以将充电的过程不断加快,只是现在还没有规模化的进行生产。另外,现在最为常见的便是锂电池,它的性能比较好,将近百分之八十五的转化率是非常高的,能量密度很大。

(三)电磁储能技术

电磁储能顾名思义,是将电磁能以及电能进行相互间的转化,其应用方式分为超级电容器储能以及超导磁储能两种方式。其中,超导磁储能指的是利用超导材料作为线圈,然后通过变流器进行电能以及磁场的供给,此方式的能量转换率高达百分之九十,其特点便是转换率高、环保、快速响应。在超导状态的时候,线圈几乎没有阻力,因此损耗的能量特别低,可以长期的进行能量供应。只是其应用较为复杂,其中超导体线圈的保存要求就很高,只有在超低温的液体当中才可以得以保存,因此这需要极高的成本的投入,并且需要很复杂的技术作为支撑。另外在应用超导储能技术的时候可以将电力系统的频率以及电压进行合理的控制,从而使其稳定性得到保障。最后,应用此技术可以将大容量的电力能源进行实时的交换,并且做到功率的补偿,从而使电能的质量瞬时间得到提高,将电能稳定性在暂态时进行提高,因此,将超导储能技术进行应用是非常关键的。

(四)相变储能技术

相变储能技术指的是利用相变材料进行放热吸热从而实现能量存放,其能量密度比较广,并且具有较为简单的操作,可以根据实际情况进行灵活的调整,管理和使用都是十分方便的,其应用形式主要是冷蓄冰技术、电储热技术以及熔融盐储热技术。这其中,电储热技术指的是利用金属以及水的储热性能进行实现的,将水作为热能的存储介质是比较方便于管理的,并且不需要投入太大的成本;金属热能存储技术则是将金属作为热能存储的介质,利用其形态的变化进行热能的存放,它的优势是导热性高,温度高,其简单的操作也使得其目前的应用相对广泛。

三、结束语

新能源的有现如今的发展,是人们不断探索所得到的,面对越来越残酷的生存环境,进行新能源的不断开发是时代的要求,虽然现阶段其发展并不是十分成熟,还有一些问题存在,这些问题限制着其进一步的发展,但是只有不断地研究,不断地进行尝试,将新能源中的弊端进行去除,发挥其优势,才可以将其应用效果不断提升,将其应用范围不断扩大,使其更好地为人类生产服务。

参考文献

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[4]艾欣,董春发.储能技术在新能源电力系统中的研究综述[J].现代电力,2015(32):1-9.

论文作者:张洪亮

论文发表刊物:《基层建设》2019年第29期

论文发表时间:2020/3/16

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