倪樹國
摘要:現(xiàn)代社會人們對新能源的需求量越來越高,而針對新能源發(fā)電的波動性和間歇性問題,傳統(tǒng)管理模式的電力系統(tǒng)還是存在一些問題無法解決,所以本文針對儲能技術在新能源電力系統(tǒng)中的應用展開深入分析,也對儲能技術的種類進行了探討,希望通過加大研究力度,切實發(fā)揮儲能技術在電力系統(tǒng)中的作用,滿足現(xiàn)代人對清潔能源的需求,這對于促進國家社會經(jīng)濟發(fā)展也具有重要意義。
關鍵詞:儲能技術;新能源;電力系統(tǒng);研究綜述
前言:
目前,隨著經(jīng)濟快速的發(fā)展,國家電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展規(guī)模也在逐步的擴大,管理者也開始認識到先進技術手段應用的重要性,其中儲能技術在新能源電力系統(tǒng)中的應用正在快速推廣,而此技術種類較多,不同的技術種類的作用也不盡相同,這就需要結合電力系統(tǒng)實際狀況科學的選擇,才能夠保障電力系統(tǒng)處于一個平穩(wěn)運轉的狀態(tài)。同時,也有助于滿足現(xiàn)代人對清潔能源的需求,進而為其工作生活提供更多的便利。
一、儲能技術概述
如今,儲能技術被現(xiàn)代行業(yè)所采用,它主要是指電能的儲存,而近幾年來人們生活條件的改善,對電力的需求量也在逐漸的加大,新能源發(fā)電作為實現(xiàn)雙碳目標的主力,其建設速度和規(guī)模都在迅猛發(fā)展,儲能技術作為新能源發(fā)電配套技術近年來也有了較大進步。所以我們應加大此技術研究力度,并將其應用在新能源電力系統(tǒng)中,這對于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行也具有重要的意義。其次,儲能技術除能夠進行能量儲存,相比于其他技術來講,還有許多自身優(yōu)勢,比如:可以減輕電網(wǎng)的波動,特別有助于削峰填谷。除此之外,相關數(shù)據(jù)表明,儲能技術目前也被應用于電網(wǎng)負荷較低的時候進行儲能,可以減輕火電機組調峰的壓力,減少新能源電站棄風棄光的損失。由此可見,此技術具有很大的應用價值。
二、儲能技術的分類
(一)物理儲能技術
隨著時代的變化,電力企業(yè)發(fā)展規(guī)模也在逐步的擴大,而在此工作過程中特別是新能源發(fā)電占比越來越大的今天,電力系統(tǒng)遇到了諸如高峰難、棄風棄光等問題,儲能技術的應用較好地解決了此類問題。儲能技術種類多,在我國電力企業(yè)所應用比較廣泛,其中物理儲能技術是常見的一種類型之一,該技術也分為很多類型,具體作以下分析。首先,抽水儲能技術,該技術主要是只利用低谷電價來進行儲存能量的一個技術手段,是物理儲能技術中常見的一種類型,它對于新能源電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉具有重要的意義,同時抽水儲能技術還具有很多優(yōu)勢,比如:儲能容量大、操作靈活,而運行費用相對來講也比較低,能夠為電網(wǎng)企業(yè)發(fā)展提供很多便捷。其次,壓縮空氣儲能技術也是物理儲能技術中的一種,該技術分為兩個過程,一個是儲能,另一個都是釋能。再者是飛輪儲能技術,該技術所涉及的內容也比較多,通常由飛輪、電機以及相關電子控制系統(tǒng)組成,它也是物理儲能技術的一種,同樣被我國電力行業(yè)所使用,能夠實現(xiàn)降低損耗、提高飛輪儲能效率的目的,當然其還具有清潔效率較高等特點,可以保障電力企業(yè)健康發(fā)展。
(二)化學儲能技術
化學儲能也屬于一種儲能技術,目前也被應用在新能源電力系統(tǒng)中,而化學儲能技術它主要的方式是電池儲能系統(tǒng)。電池的種類相對來講比較繁多,所以電力企業(yè)應結合電力系統(tǒng)實際運作需求,科學的去選擇電池。常用的電池種類有鋰電池、鉛酸電池,或者是金屬空氣電池,每一種電池都發(fā)揮著不同的作用。其次,電力企業(yè)在利用化學儲能技術管理時,也要結合不同電池的實際狀況去優(yōu)化管理方案,比如:離子電池它是一種高能源效率、高能量密度的儲能電池,也是一個較為可靠的儲存技術,是將儲能技術應用在新能源電力系統(tǒng)中的關鍵。
(三)電磁儲能技術
電磁儲能技術是現(xiàn)代社會所孕育出來的一個技術手段,它也是儲能技術中的一種。電磁儲能,我們可以將其理解為是一種將電能進一步轉化,進而轉化成電磁能儲存在電磁場的一個技術手段,為我國電力行業(yè)發(fā)展也提提供了技術支持,它也分為很多種類。第一點,超導磁儲能技術,該技術也有很多優(yōu)勢,比如:效率高、無污染及操作簡單等,同時它的能源消耗也比較小,能夠保障相應的電力系統(tǒng)處于良好穩(wěn)定運轉的狀態(tài)。第二種,超級電容器儲能技術,該技術也是電磁儲能技術中常見的一個技術種類,它的優(yōu)點有很多,比如:電池能量密度高、循環(huán)壽命長等特點,可以說對于電力系統(tǒng)發(fā)展也至關重要。
(四)相變儲能技術
近幾年來,儲能技術越來越受到重視,相變儲能作為儲能技術一種,也被重視起來,它主要是指利用相變材料吸收或者是放出熱量,來達到理想化效果的一個技術手段,常見的有電儲熱、熔融鹽儲熱以及冰蓄冷等很多形式。該技術也具有諸多優(yōu)點,比如:能量密度比較高,操作簡單,設計也比較靈活,特別適用于電力企業(yè),因此能夠保障相應的電力系統(tǒng)處于一個良好運轉的狀態(tài)。
三、儲能技術在新能源電力系統(tǒng)中的作用
(一)提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定性
數(shù)據(jù)表明,將儲能技術應用在新能源電力系統(tǒng)中具有重要意義。儲能釋能的工作方式有助于提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,因為現(xiàn)代人生活條件的改善,對電力資源需求量也在逐漸加大,對電能質量的要求也在提高,但新能源發(fā)電設備在運行過程中會出現(xiàn)波動性和間歇性等問題,會對電網(wǎng)穩(wěn)定性和電能質量帶來不利影響。所以為了避免問題出現(xiàn),我們可以借助先進的儲能技術手段穩(wěn)定電能質量來保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。同時新能源電力系統(tǒng)運轉效率的高與低,也關乎電網(wǎng)行業(yè)發(fā)展,所以作為管理者更加需要將儲能技術靈活地使用起來,在保障新能源電力系統(tǒng)穩(wěn)定運轉的同時,也能夠為自身發(fā)展提供很多便捷,且保障各項管理工作順利有序展開。
(二)有助于提升風電場發(fā)電量
將儲能技術應用在新能源電力系統(tǒng)中,除了可以保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定運轉之外,也有助于提升風電場發(fā)電量。風電場是新能源電力系統(tǒng)中的一個重要組成部分,受電網(wǎng)調峰和用電負荷變化影響,大風時段棄風限電情況突出,我們應運用儲能技術手段加強對棄風的能量損失進行有效利用,減少電量損失。而儲能技術種類相對來講比較多,包含物理儲能技術、化學傳統(tǒng)技術,不同的技術也發(fā)揮著不同的作用,所以發(fā)電企業(yè)應結合自身電力系統(tǒng)需求,采用正確的儲能技術并加強管理,進而在保護風電機組平穩(wěn)運轉的同時,也能夠有效的吸收無法傳輸?shù)诫娋W(wǎng)的多余能量。此外,針對電力系統(tǒng)運轉過程中存在的不足之處,也要對發(fā)電結構及時的優(yōu)化和調整,這樣才能夠發(fā)揮儲能技術最大價值,以及實現(xiàn)增強風機低壓穿越能力的目的。
(三)獲取最大化經(jīng)濟效益
近幾年來,儲能技術被我國電力行業(yè)所使用,因為企業(yè)與其社會經(jīng)濟發(fā)展之間存在著密不可分的關系,尤其是在當今時代背景之下,人們的生活條件改善的同時,對電力資源需求量也變得越來越大。而為了切實提高電力行業(yè)經(jīng)濟利潤,我們應在新能源電力系統(tǒng)中有效應用儲能技術,除了可以保障電力系統(tǒng)穩(wěn)定性、保護風電機組以及提升風電場發(fā)電量之外,此技術的應用,也有助于幫助電力企業(yè)降低成本支出,獲得更大利潤空間,使電力行業(yè)進一步朝著更好的方向蓬勃穩(wěn)定發(fā)展。
四、儲能技術在新能源電力系統(tǒng)中的應用現(xiàn)狀分析
(一)電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題
當今社會經(jīng)濟快速發(fā)展的時代背景之下,電力行業(yè)發(fā)展規(guī)模也在逐步擴大,與此同時管理者也開始認識到加強技術創(chuàng)新的重要性,其中儲能技術也被應用在新能源電力系統(tǒng)中,但是在實際應用過程中也面臨著一些問題,其中電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題比較突出,因為電力系統(tǒng)在運轉過程中很容易受到諸多因素的影響,而存在著不穩(wěn)定性。也有一部分風能自身就存在著較大的波動性和間歇性,這樣也會致使電力系統(tǒng)穩(wěn)定性受到影響,若不能及時處理,會對電力系統(tǒng)造成一定的影響,難以為現(xiàn)代經(jīng)濟社會提供安全可靠的電力資源。其次,儲能技術在新能源電力系統(tǒng)應用過程中也面臨著其他的問題,由于儲能系統(tǒng)自身故障,可能會導致一系列連鎖反應,這不僅會造成電力設備損壞、人員傷亡事故等問題的出現(xiàn),同時也會阻礙電網(wǎng)系統(tǒng)的健康發(fā)展。
(二)電力系統(tǒng)故障問題
儲能技術在應用新能源電力系統(tǒng)中,除了會遇到電力系統(tǒng)不夠穩(wěn)定性問題之外,電力系統(tǒng)故障問題也迫切需要我們去處理。因為倘若電力系統(tǒng)出現(xiàn)故障,就會引發(fā)很多新問題,而電力企業(yè)能否安全穩(wěn)定運行也關乎國家社會經(jīng)濟發(fā)展,特別是在當前市場競爭激烈的時代背景下尤為重要。因為隨著人生活條件的改善,對電力資源需求量也在逐漸的加大,所以更加需要保障相關電力系統(tǒng)內部潛在的故障得到有效的處理,這樣才能實現(xiàn)利益最大化。但是因部分企業(yè)由于思想觀念方面存在著問題,在儲能技術應用過程中并沒有針對故障問題給予足夠重視和妥善的處理。除此之外,電力企業(yè)工作人員技能水平參差不齊,企業(yè)對員工技術培訓及考核不到位,所以針對電力系統(tǒng)故障問題沒有妥善地解決,無形之中,也難以將儲能技術在新能源電力系統(tǒng)中應用的價值發(fā)揮出來,對于儲能技術在電力企業(yè)的發(fā)展會造成一定的制約。
五、儲能技術在新能源電力系統(tǒng)中的應用
(一)在風電并網(wǎng)中的應用
時代的快速發(fā)展,人們生活條件得到改善,與此同時對電力資源需求量也在逐年的遞增,這就對電力企業(yè)提出了新的要求,管理中應借助先進的科技手段保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。其中儲能技術在近期內逐漸被重視,被應用在新能源電力系統(tǒng)中,并且可以保障系統(tǒng)的穩(wěn)定性,為了提高電力企業(yè)綜合市場競爭力,我們應將儲能技術應用在風電并網(wǎng)中,具體從以下分析。首先,應明確儲能技術的基本優(yōu)勢,它主要是指電能的儲存,通過一定的技術手段將電能儲存起來,能夠用于做應急能源,對于現(xiàn)代行業(yè)發(fā)展非常的關鍵。儲能技術種類也比較多,不同的類型也發(fā)揮著不同的作用,常見的電磁儲能技術、相變儲能技術,對于電力企業(yè)發(fā)展來講都有一定的技術支持作用。由此可見,將儲能技術應用在風電并網(wǎng)中具有重要的價值。其次,將儲能技術應用在風電并網(wǎng)中,還有助于改善電能的質量以及提高風電系統(tǒng)的低電壓穿越能力。因為現(xiàn)代人們生活以及社會生產(chǎn)力的提高,對電力資源需求量也在逐漸的加大,所以我們必須要提高電能的質量,才能滿足生活需要,滿足生產(chǎn)需要,保障企業(yè)生存。此外,儲能技術應用在風電并網(wǎng)中,還可以實現(xiàn)平抑功率波動的目的,儲能技術的應用可以有效的改變電壓波動,改善電網(wǎng)有功、無功因新能源發(fā)電不穩(wěn)定造成的電能質量問題。相比傳統(tǒng)技術手段,將儲能技術應用新能源電力系統(tǒng)中具有重要價值,進而促進電力企業(yè)朝著國際化、現(xiàn)代化方向發(fā)展。
(二)在光伏并網(wǎng)中的應用
儲能技術應用在新能源電力系統(tǒng)中,也能夠實現(xiàn)資源科學合理使用的目標,特別是在當今“雙碳目標”的大背景之下,整個社會對新能源的需求量快速增高,傳統(tǒng)化石能源在逐漸減少,所以我們更加需要借助先進技術手段加大對新能源的開發(fā)和利用,這其中必不可少的當屬太陽能。
光伏發(fā)電有獨立光伏發(fā)電、并網(wǎng)光伏發(fā)電、分布式光伏發(fā)電。其中獨立光伏發(fā)電已經(jīng)應用多年,又叫離網(wǎng)光伏發(fā)電,主要應用于邊遠地區(qū)或者架設電力設施造價過高的地方。對于獨立光伏發(fā)電系統(tǒng),儲能系統(tǒng)是關鍵中的關鍵,沒有儲能系統(tǒng),就不存在獨立光伏發(fā)電模式。并網(wǎng)光伏發(fā)電就是太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入公共電網(wǎng),可以分為有儲能和無儲能兩種并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。早期為了控制投資,企業(yè)很少增加儲能系統(tǒng),但受天氣等方面影響,造成光伏發(fā)電的間歇性、隨機性、波動性、不穩(wěn)定性等問題,嚴重影響著電能質量。所以儲能系統(tǒng)在未來應該會逐漸補充到并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)中,來承擔調節(jié)電能質量,避免能源浪費的重大責任。分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),又稱分散式發(fā)電或分布式供能,是指在用戶現(xiàn)場或靠近用電現(xiàn)場配置較小的光伏發(fā)電供電系統(tǒng),以滿足特定用戶的需求,支持現(xiàn)存配電網(wǎng)的經(jīng)濟運行,或者同時滿足這兩個方面的要求。分布式發(fā)電系統(tǒng)在當下逐漸發(fā)展成了主流發(fā)電模型,因為該模型更有利于能源的利用且將損耗降低到最小。而儲能系統(tǒng)同樣是分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的重要組成部分。
六、儲能技術未來發(fā)展前景研究
儲能技術未來發(fā)展前景非常之廣,發(fā)展將會至關重要,具體我們可以從以下方面展開詳細分析。首先,時代的變化,各行各業(yè)之間競爭趨勢也在逐漸的加大,企業(yè)也開始認識到儲能技術應用的價值,特別是對于我國電力企業(yè)行業(yè)來講非常的重要,因為如今社會對電能需求量越來越大,所以我們更加需要借助先進技術手段確保電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,以便于滿足經(jīng)濟社會發(fā)展的需求。而電力儲能技術具備很多優(yōu)勢,它是兼具高功率密度以及高能量密度為一體的技術手段,可以解決以往新能源電力系統(tǒng)運轉過程中潛在的問題。同時該技術也被應用在各個領域中,比如應用在風電并網(wǎng)中和光伏并網(wǎng)中,儲能技術的應用對于電力企業(yè)發(fā)展來講至關重要。其次,儲能技術它的種類也比較多,各個技術之間也是相互貫通的,而它的運行成本相對來講也比較低,所以電力企業(yè)有必要加大在此技術上的研究力度,切實解決以往新能源在電力系統(tǒng)運行中不夠穩(wěn)定等問題,且實現(xiàn)改善電能質量及解決功率波動較大等問題。
結語:
綜上所述,現(xiàn)今階段,儲能技術被應用在新能源電力系統(tǒng)中具有重要的研究價值,而不同的技術往往也發(fā)揮著不同的作用,這就需要正確去選擇。而為了切實的保障電力行業(yè)發(fā)展,我們還需要將儲能技術應用在風電并網(wǎng)以及光伏并網(wǎng)中,也要加強對此技術未來發(fā)展前景的研究,才能夠現(xiàn)為現(xiàn)代社會生活提供穩(wěn)定的電力資源。
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