我国新能源储能技术创新能力提升研究论文_孙增献

我国新能源储能技术创新能力提升研究论文_孙增献

摘要:现如今,我国的发展十分迅速,我国的经济发展带动社会在不断的进步,人们的生活质量在不断的提高,同时也为人们创造了更为良好的生活环境,但资源的过度开采与使用不仅对自然环境造成了影响,同时也为社会可持续发展带来诸多问题。然而,新能源产业的发展在一定程度上改变了这一现状,对于促进我国社会发展具有重要意义。本文将结合实际情况对现阶段新能源储能技术创新能力提升的有效途径进行分析,以期为今后开展的各项工作提供宝贵经验。

关键词:新能源;储能技术;创新能力提升

引言

近年来,新能源的发展速度不断加快,国家也对新能源的开发和利用提供政策上的支持,越来越多的风力发电系统和光伏发电系统并入电网。由于新能源发电具随机性和不可控性,并入电网后必然会对电网整体调度和控制产生影响。而储能技术能够解决这一问题。因此,将储能技术应用在新能源发电中具有一定的实用意义。

1储能技术的分类概述

电能可转化为化学能、机械能、电池能等形式达到储存的目的。按不同的转化方式进行分类,可分为电化学储能、机械储能、相变储能以及电池储能。而机械储能主要包括了压缩空气储能、抽水储能以及飞轮储能等;电化学储能主要包括了锂离子储能、铅酸储能、钠硫储能、镍镉储能以及液流储能等;相变储能主要是指储热的物质发生了相变进而放出或吸收天热能量,在夏季可以蓄热,冬季可以蓄冷,主要应用于冷空调系统、建筑节能以及热电相变蓄热装置等;电池储能主要包括了超级电容储能、超导储能以及高能密度电容储能等储能形式。

2提升新能源储能技术创新能力的途经分析

2.1加强人力资源管理

随着市场经济的进一步发展,企业之间的竞争日益激烈,而在这样的时代背景下,就应该结合实际情况对内部人力资源管理进行优化与完善,以充分激发员工的内在工作动力,只有这样才可以促进员工积极进行创新,从而有效提高新能源储能技术创新能力。对此,企业在今后就应该建立起完善的激励机制,为员工提供充足动力,充分调动员工的工作积极性,使得员工在今后发展的过程中可以充分发挥自身的主观能动性,将自身思想上的创新付诸于实践,使得企业各项技术可以在员工的积极创新下得到进一步发展。因此,企业需要加强人才建设,培养出高素质、创新型优秀人才,使得企业创新能力可以得到进一步提升,尤其是在新能源储能技术方面,也需要组建一支专门的团队,负责技术开发、创新等工作,从而有效提高储能技术创新能力。

2.2加强我国新能源储能技术的开发和利用

在科学技术的不断进步之下,当前我国新能源储能技术水平不断提高,大量新兴的如压缩空气储能系统等技术不断应用。对于储能系统来说,不管是微电网还是智能微电网,都少不了储能系统的支撑。在此背景下,风能以及太阳能等新能源受到了社会各界的高度关注。但是从实际情况来看,因为新能源在输出过程中,其功率存在不连续的输出的问题,为了更好地控制该些新能源,就必须制作出具有大型储能的设备,从而更好地发挥出新能源的作用。

2.3电磁储能技术

电磁储能是一种实现电磁能与电能相互转化的储能技术,包括超导磁储能与超级电容器储能两种技术应用方式。其中,超导磁储能技术是将超导材料制成线圈,由电力网络经过变流器进行供电并提供工作磁场,能量转换效率较高,约达90%左右。超导储能技术具有高转换效率、快速响应及环保等特点,在超导状态小,线圈的电阻可以忽略不计,对于能量的损耗极小,可以进行长期供能。但提供时,超导体线圈,需要在超低温液体中保存,就需要投入大量的成本,且技术应用较为复杂。超导储能技术的应用,可以通过新能源电力系统合理控制电压与频率等,确保电力供应的稳定性。另外,这种技术的应用可以实时交换大容量电力能源,并且补偿其功率,在瞬态的情况下提高电能质量,在暂态的情况下提高电能稳定性。

2.4储能系统在不同供电场所的应用

(1)电力调频调压系统。针对于钢厂等大量短周期大负荷接入,导致局部电网频率和电压大幅波动,造成电网不稳定,影响其他用电设备稳定性。故此种情况考虑再电网侧加入储能系统,可以满足对电网一次调频和调压的快速响应要求。此种类型储能系统只需满足短时大功率调节要求,可采用超级电容或其他功率型电池进行短时储能;(2)新能源发电侧储能系统。由于新能源发电具有间歇性、波动性和难预测性的特点,大规模的接入势必导致电网调节困难,因此会造成大量的弃光弃风问题,在新能源发电侧增加储能系统可以很好的解决这些问题,把消耗不掉的电量储存起来,在发电不足或用电高峰时放出,可以使发电趋于平滑、稳定;(3)商用储能系统。对于企业、工厂、商业写字楼、充电站等用电量大,负载波动大,或具有峰谷电价差等场所,可以通过储能系统来削峰填谷,稳定电网供电或赚取电价差。且在电网停电情况下可快速切换到离网供电模式,实现系统应急供电,保证重要负载的持续供电;(4)户用型储能系统。家用储能系统是通过储能变流器与蓄电池组等储能部件的构成,结合新能源发电需求以实现削峰填谷,以提高供电质量和经济效益、减少电费支出、或对家用负载实施不间断供电。

2.5储能技术在光伏并网中的应用

系统瞬时功率平衡水平问题是光伏并网中存在的主要难题,在光伏并网中运用储能技术,在很大程度上能有效的解决这一难题。在光伏并网负载功率等脉动形势下,可有效应用储能技术的无源式并联储能方案,使得蓄电池的充放电电流更加平滑。无源式并联储能方案通常应用于独立光伏系统。另外,也可以应用混合储能系统,对新能源电力系统中的瞬时功率的平衡性进行处理。

期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆组合磷酸铁锂电池、超级电容,需要注意的是,超级电容具有很高的功率密度,磷酸铁锂电池具有很大的能量密度,将两者组合之后,应科学合理的设置控制结构和方式,以最大程度的发挥出其效用。据相关的仿真试验结果证明,对于新能源电力系统的运行稳定性问题,适当的应用混合储能系统,可以有效的提高电力系统的运行稳定性。

2.6提高新能源发电消纳

电力系统具有同时性,即发电量与负荷量时刻保持相同。而新能源发电本身所具有的随机性与不可控性导致了系统出力不均衡,影响电力系统的运行,造成弃风、弃光、弃水现象,降低新能源的利用率。储能技术对于提高新能源发电消纳能力具有重要的作用,为实现最大化能源利用,通过储能装置存储新能源输出电能,起到缓冲作用,使储能技术改变新能源发电出力在时间尺度上的不均衡,优化电网调度,提升系统出力的可控性。随着新能源并网数量的不断增多,结合能源分布和多元化的特点、电网侧的响应调节以及储能装置的容量,使新能源发电,电网和储能装置相互补充,能够更好地促进新能源的开发和利用。

2.7促使系统稳定运行

在新能源发电领域,相关单位需要面临这样一个问题,即如何对负荷曲线进行合理化控制。而储能技术,则在这方面所呈现的控制功能比较突出,这也是受电力行业高度关注的重要原因。众所周知,影响负荷曲线的因素有很多,其中不乏包括昼夜温差,亦或者是不同季节变化所带来的改变。而通过储能技术作用,能够对不稳定因素进行有效协调,有效规避曲线变化风险,从而实现电网内部工作环境有效控制,保障供电系统整体性能安全、稳定,全面提高发/供电质量。尤其是在规模用电期间,储能技术能够对低谷、高峰等不同状态进行综合性的调整,保证的系统整体等平稳性。避免因为负荷超标而出现意外断电等不良现象。因此,在今后的电力行业发展领域,相关部门需要加强储能技术的大范围推广,为保证电网内部系统结构的安全与稳定,提供重要的技术保障。

2.8改善电能质量

新能源发电系统将电能输入电网时需要进过整流、逆变等过程,系统含有大量电力电子元件,也就不可避免的产生大量谐波,并且系统发出功率具有波动性,致使输出电压存在偏差,严重影响了电网电能质量。而储能装置能够改善电能质量,利用储能装置进行无功功率和有功功率补偿,有效改善电压偏移,通过储能装置进行谐波补偿实现有源滤波,消除谐波。提出了一种基于超级电容器储能的电能质量调节装置,利用光伏系统所产生剩余电能和超级电容器快速响应的特点,能够对电网中多种电能质量问题进行有效治理。由此验证了储能技术在有效改善电网电能质量方面上的可行性。

2.9加大技术研发资金投入力度

新技术的创新就势必需要消耗大量的资金,在以往的经营过程中新能源企业通常是会考虑到资金方面的问题,缺乏对技术研究资金的投入,这也就在一定程度上影响到企业新能源储能技术的创新,使储能技术处于一种停滞不前的状态。而储能技术作为新能源企业乃至整个行业发展的关键,对于其发展具有重要影响。因此,企业应加大对于储能技术开发及创新的资金投入,对企业资金进行合理分配,并建立储能技术创新的专项资金。同时加强先进技术的引入,重视对各项研究的支持,同时还应该对技术研发人员进行定期培训,为其提供较多的外出学习机会,使该企业的更多工作人员充分的掌握储能技术的发展趋势,为新能源储能技术创新创造有利条件。

2.10物理储能技术

物理储能是常见的新能源电力储能的方式之一,具体包括三种技术:抽水储能技术、压缩空气储能技术与飞轮储能技术。其中,抽水储能技术是利用低谷电价来实现电力能源的存储,是当前技术应用最为成熟的大规模储能方法,具有运行成本低、水资源消耗大、储能消耗功率高等特点。这种技术的应用需要在河流的上下游各配建一个水库,波谷负荷时的蓄能技术,会使电动机处于工作状态,将下游水库中的水泵出,到上游水库中进行保存;在波峰负荷时的储能技术,会使发电机处于工作状态,利用上游水库中的水力进行发电。这种储能技术的应用,能够实现70%左右的能量转换。而压缩空气储能技术,也能够实现大规模工业用电的能量储存,在电力网络负荷波谷时,用电力能源来压缩空气,并将空气通过高压密封的方式,储存在废旧矿洞、储气罐、废弃油井或储气井当中,在电力网络负荷的高峰时期,释放经过高压压缩的空气,来转动汽轮机进行发电,具有相应速度快、使用效率高等特点,能够实现75%左右的能量转换,是一种发展空间较大的储能技术。

结语

简而言之,在我国时代的不断进步的背景下,社会各界对新能源产业又提出了更高的要求。为实现全面小康,为打赢脱贫攻坚战,新能源的使用在这个过程中起着重要的作用。目前,对于新能源产业来说,最为紧迫的任务就是不断完善储能技术,促使其迈向创新发展方向。基于当前我国新能源储能技术的现状,文章主要给出了加强人力资源管理、加大技术研发资金投入力度等措施,希望促使我国新能源产业迈向可持续发展方向的同时,也能为相关人士提供重要的参考价值。

参考文献

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论文作者:孙增献

论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第15期

论文发表时间:2019/12/12

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