风力发电与抽水蓄能发电结合优点分析
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风力发电系统中储能技术的应用分析摘要:储能技术作为解决该问题的有效手段之一,在工程实际中的重要性就日益显著。
本文中,笔者旨在分析储能技术在新能源电力系统中的应用优势,归纳总结储能技术在新能源发电中的应用方法,从而说明储能技术在构建新型发电系统中的重要作用,并得出了新能源发电领域中储能技术的一般可行性方法。
关键词:风力发电;储能技术;应用引言随着新能源电力系统的持续性发展,对该类能源的电力开发形式也逐步增多,相关部门应科学选择合适的储能技术,利用电磁、化学与物理手段来更好地规范应用新型能源。
开发与利用新能源可促进区域经济的发展,要全面探究储能技术的内在形式,在实际应用中将其技术优势充分发挥出来。
1风力发电储能技术概述随着新能源发电的不断发展,许多先进的能量储存技术已经被开发出来,并在实际工程中得到了广泛的应用和推广。
将能量储存技术应用于风力发电系统中有以下两方面优势:一是能量储存技术能够提高电力系统的稳定性,并可解决风电资源的间歇性问题;二是利用储能技术,风力发电系统可以稳定运行,为人们提供更加可靠的能源供应,满足大规模的能源需求,从而可以有效地利用资源。
总之,储能技术在风电系统中的应用不仅可以满足负荷侧的需求,还可以根据实际情况进行适当调整,提高电网的稳定性、适应性和经济性,同时提高电网整体的运行效率。
2储能技术在新能源发电领域中应用优势2.1抑制风电并网的功率新能源并网的过程对电力系统带来的不良影响会损害电压的稳定性。
结合储能技术,对风力发电场进行建模分析,构建有效的风—光—储协调控制方案,开展对电网无功功率和有功功率调节和容量配置,可控制功率的频繁变化,稳定并网的输出功率。
2.2稳定电力系统的频率新能源并网的过程对电力系统带来了不良影响—频率波动。
在新能源发电的情况下,加入行之有效的储能系统,可对电力系统进行功率补偿,确保入网频率的一致性。
在此基础上对储能系统的进行优化,可提高新能源发电系统的寿命,进而降低整个电力系统的生产成本。
抽水蓄能风力发电与光伏电站1. 引言抽水蓄能风力发电和光伏电站是目前可再生能源领域中最常见和广泛应用的两种发电技术。
本文将介绍这两种技术的原理、特点及其在能源行业中的应用。
2. 抽水蓄能风力发电2.1 原理和工作原理抽水蓄能风力发电是一种结合了风力发电和抽水蓄能的技术。
其基本原理是利用风力发电机发电时产生的电力,驱动水泵将水抽到高处的蓄能池中储存起来。
当电力需求增大时,可以通过释放蓄能池中的水,通过涡轮发电机发电,以满足电网的需要。
2.2 技术特点•能源储存:抽水蓄能风力发电系统可以将风能转化为水能,并通过将水抽到高处的蓄能池存储起来,使得风力发电在电力需求低谷时也能够继续发电。
•调峰能力:由于系统能够储存电力,抽水蓄能风力发电系统具有良好的调峰能力,即能够根据需求灵活调节供电能力。
•高效节能:该系统通过风力发电机将风能直接转化为电能,并且将电能转化为水能存储起来,从而能够更高效地利用可再生能源资源。
2.3 应用领域抽水蓄能风力发电系统主要应用于电力系统领域,为电网提供稳定的电力。
同时,它也被广泛应用于偏远地区的电力供应,为这些地区提供可靠的电力来源。
3. 光伏电站3.1 原理和工作原理光伏电站利用太阳光中的光能转化为电能的技术。
光伏电站的核心组件是光伏电池,它能够将光能直接转化为电能。
当光照射到光伏电池上时,光能被电池中特定材料吸收,产生电子-空穴对,从而形成电流。
3.2 技术特点•清洁能源:光伏电站利用太阳能发电,不会产生任何污染物,是一种非常环保和清洁的能源。
•分布式发电:光伏电站可以分布式布置,将光伏电池板安装在房屋、工厂、太阳能光伏农业大棚等各种场所上,从而能够更加灵活地满足电力需求。
•长寿命:光伏电池具有较长的使用寿命,通常可以达到20年以上,减少了电池更换的频率。
3.3 应用领域光伏电站广泛应用于居民家庭、商业建筑和工业生产等各个领域。
在居民家庭中,光伏电站可以通过安装太阳能电池板,为住户提供自给自足的电力来源。
对风电-抽水蓄能联合日运行优化调度模型的分析风电-抽水蓄能联合日运行优化调度模型是在风电和抽水蓄能系统之间建立数学模型,通过优化调度算法来实现对电力系统的优化运行。
风电是一种利用自然风能转换成机械能进而产生电能的一种发电方式,具有环保、可再生、资源丰富等优点。
由于风力发电受风速的影响,其输出功率具有随机性和不稳定性,不易调控。
为了解决这一问题,可以将风电与抽水蓄能系统相结合。
抽水蓄能系统通过将电能转化为水能并存储起来,在电网需求高峰期将水能再转化为电能输出,从而平衡电力系统的负荷需求和风电的不稳定性。
为了实现风电-抽水蓄能联合日运行优化调度,需要建立数学模型。
该模型主要包括以下几个要素:1. 风电站模型:包括风力发电机组的特性曲线,即风速与输出功率之间的关系。
通过对风速进行监测和预测,可以确定风电站的发电量。
2. 抽水蓄能站模型:包括水泵机组的特性曲线,即水泵输入功率与输出水流量之间的关系。
抽水蓄能站通过消耗电能将水从低地势的水库抽到高地势的水库,储能形式为潜能能储存。
在需要释放储能时,水从高地势水库流动下来驱动水轮机发电,同时涡轮机也是水泵的一个机构部分。
3. 电力系统模型:包括电力负荷需求曲线和电力市场价格曲线。
电力负荷需求曲线反映了用户对电力的需求情况,而电力市场价格曲线反映了电力市场的供需情况。
基于以上模型,可以建立风电-抽水蓄能联合日运行优化调度模型。
该模型的目标是最小化电力系统的总成本,包括风电站的运维成本、抽水蓄能站的能量转换成本以及电力市场购电成本。
在实际应用中,可以利用数学优化算法,如线性规划、整数规划或混合整数规划来求解该模型。
优化的目标是使风电和抽水蓄能之间的协同运行达到最佳平衡,以实现电力系统的经济效益最大化。
为了考虑风电-抽水蓄能联合调度模型的可行性,还需要考虑不同的约束条件,如电力系统的稳定性约束、电力市场的用电弹性约束、水库的运行约束等。
水能和风能的利用简介水能和风能是可再生能源的重要组成部分,其利用对于可持续发展至关重要。
水能主要来自于水流,包括河流、瀑布和潮汐,在发电中被广泛利用。
风能则来源于大气运动,通过风力发电转化为电力。
本文将重点介绍水能和风能的利用方式、优点和挑战,以及在可持续能源转型中的作用。
水能的利用水力发电水力发电是利用水能转化为电能的过程。
通过建设水电站,将水流的动能转化为机械能,再经过发电机转化为电能。
水力发电具有可再生、清洁、稳定的特点,被广泛应用于世界各地。
潮汐能利用潮汐是与月球引力和地球自转相互作用的结果,在某些地区潮汐差异较大。
利用潮汐能需要建设潮汐发电站,通过潮汐涨落驱动涡轮机进行发电。
潮汐能具有可预测性和稳定性优势,但受限于地理条件,目前利用较为有限。
风能的利用风力发电风力发电是利用风能转化为电能的过程。
通过建设风力发电机组,将风的动能转化为机械能,再通过发电机转化为电能。
风力发电具有可再生、清洁、零排放的优点,发展迅速。
随着技术进步,风力发电成本逐渐降低,在全球范围内得到了广泛应用。
水能和风能的优点可再生与清洁水能和风能都属于可再生能源,源源不断地产生,并不损耗地球资源。
同时,水能和风能的利用过程中几乎没有或者没有排放污染物,不产生温室气体和有害气体,对环境友好。
稳定性水能和风能可以相对稳定地提供能源,尤其是水能。
水力和风力是遵循一定规律的自然能源,在运转的过程中能够提供持续的能源供应。
分散性水流和风力分布广泛,可以在全球范围内广泛利用。
相比于集中式发电,有利于能源的分散布局。
水能和风能的挑战地理条件限制水能和风能的利用受限于地理条件。
水能需要有充足的水资源和适宜的地理条件,而风能则需要有较强的风能资源。
因此,在某些地区可能无法充分利用水能和风能。
储能问题水能和风能的波动性较大,需要解决储能问题以应对能源供应的波动和间断性。
目前,常用的储能方式包括抽水蓄能和电池储能等。
社会接受度由于水能和风能利用通常需要大规模建设,可能会涉及土地征用和环境影响。
风电火电抽水蓄能联合优化机组组合模型一、概述随着全球能源结构的转变和可再生能源的大力发展,风电作为一种清洁、可再生的能源形式,在全球范围内得到了广泛的关注和快速的发展。
风电的随机性、间歇性和波动性给电网的稳定运行带来了挑战。
为了克服风电的这些缺点,提高其并网量和稳定性,风电、火电与抽水蓄能电站的联合运行成为了研究的热点。
风电因其发电过程中CO2排放低,近年来在全球范围内得到了大力发展。
风电的不稳定性、不可预测性以及电网接纳风电的能力限制等问题,使得风电的大规模并网变得困难。
为了克服这些问题,研究者们提出了风电与火电、抽水蓄能电站的联合运行方式。
这种方式不仅能够利用抽水蓄能电站的调峰填谷能力,提高电网消纳风电的能力,还能够实现能源的互补和优化配置,提高整个系统的经济效益和环保效益。
本文旨在研究风电、火电与抽水蓄能电站的联合优化机组组合模型。
我们分析了风电的不确定性及其对电网的影响,然后建立了考虑风电不确定性影响及抽蓄水头变化影响的联合优化机组组合模型。
通过该模型,我们可以实现对风电、火电和抽水蓄能电站的协调优化,提高风电的并网量和稳定性,同时降低整个系统的发电成本。
本文的研究对于提高电网运行的安全性和经济性,促进风电的大规模开发和利用具有重要意义。
同时,也为其他间歇式能源的接入和消纳提供了有益的参考和借鉴。
在接下来的章节中,我们将详细介绍风电、火电与抽水蓄能电站的联合优化机组组合模型的建立过程、求解方法以及实际应用效果。
通过具体的算例分析和比较,我们将展示该模型的有效性和优越性,为相关领域的研究和实践提供有力的支持和指导。
1. 介绍风电、火电和抽水蓄能的基本概念及其在能源系统中的作用。
风电,即风力发电,是一种利用风力驱动风力发电机组的可再生能源发电方式。
风力发电以其清洁、可再生的特性,在全球范围内得到了广泛的关注和应用。
风力发电的随机性和波动性是其显著的特点,这使得风电并网需要其他能源发电作为备用服务,以保证电力供给的稳定性。
风力发电与储能技术的结合解决风能不稳定性问题随着对可再生能源的需求不断增加,风力发电作为一种清洁高效的能源形式,受到越来越多的关注。
然而,由于风能的不稳定性,风电发电系统在能源供应方面存在一些挑战。
为了解决这一问题,风力发电与储能技术的结合被认为是一个有效的解决方案。
一、风能的不稳定性问题风能是一种不稳定的自然能源。
风速的变化、无风或者风力过大等情况都将对风力发电系统的运行产生不利影响。
由于风力发电系统无法调节风速,风能的不稳定性使得电网对风电的接纳能力受到限制。
因此,如何解决风能不稳定性问题,提高风力发电的可靠性和可用性,成为当前研究的重点。
二、储能技术的应用储能技术是将能量在一段时间内储存起来,以便在需要时释放出来。
通过储能技术的应用,可以缓解风力发电的不稳定性问题,将不稳定的风能转化为稳定的电能。
目前,常用的储能技术包括电池储能、储热技术和抽水蓄能等。
1. 电池储能电池储能是一种将风能转化为电能并储存起来的方式。
通过在风力发电系统中引入电池储能技术,可以将风能在风速较高或稳定时储存起来,以便在风速较低或无风时使用。
电池储能技术具有储存效率高、响应速度快等优点,能够有效地解决风能不稳定性问题。
2. 储热技术储热技术是一种将风能转化为热能并储存起来的方式。
通过利用风力发电系统中产生的余热或者风能直接加热热媒,可以将风能转化为热能并储存起来。
当风速较低或无风时,储热系统能够提供热能供给发电系统使用,从而解决风能不稳定性问题。
储热技术具有储存能力大、成本较低等优点,适用于小型风力发电系统。
3. 抽水蓄能抽水蓄能是一种将风能转化为电能并储存起来的方式。
通过在风力发电系统中引入抽水蓄能技术,可以利用风能将水抽升至高处,当风速较低或无风时,通过释放积蓄的水能,带动发电机发电。
抽水蓄能技术具有储存能力大、灵活性强等优点,能够有效地解决风能不稳定性问题。
三、风力发电与储能技术的结合通过将风力发电与储能技术相结合,可以最大限度地利用风能,并将不稳定的风能转化为稳定的电能。
储能技术在风力发电系统中的应用摘要:随着现代社会的进步发展,电力已经成为社会生活与工作必不可少的能源之一,而社会用电需求的持续增长也给我国的用电带来了较大的压力,风力发电等新能源发电技术也因此得到了迅速的发展,尤其是当前的资源节约与环境保护越来越深入人心,如何进一步提高风力发电系统的运行质量也成为当前供电环节的重要任务。
其中储能技术是风力发电系统运行的关键,高效的储能装置也是提高风力发电系统运行质量的基本要求。
基于此,本文就储能技术在风力发电系统中的应用进行了分析。
关键词:储能技术;风力发电系统;应用引言风力发电系统主要是风能完成发电机的旋转驱动,因此其在运行中不会产生环境污染,经济优势也比较明显,但是风能存在不稳定的特征,必须要借助一定的储能技术实现电能的储存,以便可以确保风能发电系统中负荷的连续、稳定,因此需要相关人员严格掌握各种常见的储能技术类型,并严格按照风力发电系统的工作特点选择合适的储能技术手段,以便进一步提高风力发电系统电力供应的稳定性,满足现代社会生活与工作的用电需求。
一、常见储能技术类别(一)超导磁体储能技术超导磁体储能装置在实际应用中需要使用超导体材质线圈作为介质,然后再利用直流电流所产生的磁场进行能量储存,其本身不需要转换能量,具有较强的动态性,而且产生极高功率所用的时间也比较的断,但是其储存容量比较小,在电力系统功率补偿以及频率调节上具有较高的应用价值,也能够有效的提高电力系统的稳定性。
(二)飞轮储能技术飞轮储能装置中圆盘在电能驱动带动下发生旋转,然后电动机电能转化成圆盘旋转的动能,最后讲这些动能储存在加速质量模块中,当需要这些动能的时候,发电机就会通过飞轮驱动进行发电,其存储容量较小,但是具有较强的动态性,能够在较短的时间内进行大量的能量的释放,在快速调节电力系统的频率上发挥着较大的应用优势。
而且该技术弥补了短时储能系统的不足,也是当前风力发电系统中常见的储能技术手段。
风光互补发电系统简介一、概述能源是国民经济发展和人民生活必须的重要物质基础,在过去的200多年里,建立在煤炭、石油、天然气等化石燃料基础上的能源体系极大的推动了人类社会的发展。
但是人类在使用化石燃料的同时,带来了严重的环境污染和生态系统破坏。
近年来,世界各国逐渐认识到能源对人类的重要性,更认识到常规能源利用过程中对环境和生态系统的破坏,各国纷纷开始根据国情,治理和缓解已经恶化的环境,并把可再生、无污染的新能源的开发利用作为可持续发展的重要内容。
风光互补发电系统是利用风能和太阳能资源的互补性,具有较高性价比的一种新型能源发电系统,具有很好的应用前景。
二、风光互补发电系统的发展过程及现状最初的风光互补发电系统,就是将风力机和光伏组件进行简单的组合,因为缺乏详细的数学计算模型,同时系统只用于保证率低的用户,导致使用寿命不长。
近几年随着风光互补发电系统应用范围的不断扩大,保证率和经济性要求的提高,国外相继开发出一些模拟风力、光伏及其互补发电系统性能的大型工具软件包。
通过模拟不同系统配置的性能和供电成本可以得出最佳的系统配置。
其中colorado state university和national renewable energy laboratory合作开发了hybrid2应用软件。
hybrid2本身是一个很出色的软件,它对一个风光互补系统进行非常精确的模拟运行,根据输入的互补发电系统结构、负载特性以及安装地点的风速、太阳辐射数据获得一年8760小时的模拟运行结果。
但是hybrid2只是一个功能强大的仿真软件,本身不具备优化设计的功能,并且价格昂贵,需要的专业性较强。
在国外对于风光互补发电系统的设计主要有两种方法进行功率的确定:一是功率匹配的方法,即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的功率和风机的功率和大于负载功率,只要用于系统的优化控制;另一是能量匹配的方法,即在不同辐射和风速下对应的光伏阵列的发电量和风机的发电量的和大于等于负载的耗电量,主要用于系统功率设计。
发布时间:2013-05-09文章来源:null有些人认为:抽水蓄能电站用4度电抽水,只发3度电,反而亏了1度电,是得不偿失的。
事实上,抽水蓄能电站是利用了电网低谷运行时的电能,不仅提高了电网运行的经济性,而且也提高了电能的质量,当电网高峰运行时,抽水蓄能电站发电,也解决了电网高峰需电的问题。
因而“用4度电换3度电”是协调电网供需矛盾的过程,可比喻为“废铁炼好钢”的过程。
实际上,出现这样的言论并不奇怪,由于一部分人对抽水蓄能电站的认识还停留在表面,没有进行全面的分析。
因为抽水蓄能电站效益不体现在其本身的发电量上,而主要反映在电网和火电站或其它电站的运行效益之中,需要从全网的角度来分析、评价、核算抽水蓄能的经济效益。
抽水蓄能电站灵活的调峰功能和抽水时的填谷作用,可以改善火电或其它电机组的运行条件,使其能为均匀的出力在最优状况下运行,即可提高设备利用率和运转效率,延长机组寿命,又能减少运行维护费用,尤其是可降低火电站的发电煤耗。
太原工业大学唐英彪等学者提出了抽水蓄能电站系统效率的概念和相应的计算模型,从理论上分析了它在电力系统中的作用。
抽水蓄能电站的系统效率,就是因其投入运行而使系统产生的能耗变化率。
系统效率作为一个量化指标,可用输入与输出能量的比值来表示,输入能量是以相应标煤耗量表示的由蓄能电站吸收的低谷电量;而输出能量包括以等效煤耗量表示的由蓄能电站发出的峰荷电量和因蓄能电站投入运行而使系统减少的能耗。
系统减少的能耗可用有、无抽水蓄能电站的两种情况下电力系统能耗的差来表示。
系统效率一般大于1,说明抽水蓄能电站投入系统后是节煤的。
节煤量的大小与所在电力系统的负荷特性和电源组成有关,也与抽水蓄能电站在系统中的运行方式。
发布时间:2013-05-09文章来源:null抽水蓄能电站在电网中由顶峰填谷作用而产生的经济效益,称为静态效益。
包括:1)容量效益:抽水蓄能电站是调节电网负荷曲线高峰和低谷之间差距的有效措施。
抽水蓄能电站的工作原理抽水蓄能电站(Pumped Storage Hydropower Plant,简称PSH)是一种主要用于调峰调频的电力供应系统。
它通过利用低电价时段的电能,将水从下池抽升到上池,待电力需求高峰时,再将水从上池释放下来,驱动涡轮发电机组发电,从而实现能量的高效转换和保存。
本文将从工作原理、系统组成和优势三个方面进行论述。
一、工作原理抽水蓄能电站的工作原理可以概括为以下四个步骤:1. 电能转化为储能:在低电价时段,电网向电站供应电能,电能通过水泵抽水机组将水从下池抽升到上池,此时电能被转化为水位能和压力能。
2. 水位能和压力能的保存:上池和下池之间通过通道连接,上池和下池的水面高度差称为“有效水头”,上池的水位比下池高。
上池作为储能池,保存着水位能和压力能。
3. 高峰时段释放水能:当电力需求高峰时,控制系统打开上池闸门,释放上池的水流经下泄水道加速下泄,进入涡轮发电机组。
4. 发电转化为电能:水流通过涡轮发电机组驱动涡轮旋转,涡轮将水的动能转化为机械能,再被发电机转化为电能,最终输出到电网供应给用户。
二、系统组成抽水蓄能电站由以下主要组成部分构成:1. 上池和下池:上池通常位于高地,下池通常位于地势较低的地方,两者之间有足够高度差,以便保存水能。
2. 整流水泵抽水机组:位于下池,负责将电能转化为水位能和压力能,将水从下池抽升至上池。
3. 涡轮发电机组:位于上池,负责将水能转化为电能。
涡轮通过水流转动,驱动发电机发电。
4. 调度控制系统:负责监控和控制整个电站的运行,根据电力需求和电网负荷情况,合理地调度抽水和发电的过程。
三、优势抽水蓄能电站相比传统火力发电和风力发电等形式具有以下优势:1. 调峰调频能力强:可根据电力需求的变化快速进行抽水和发电过程,对平衡电网负荷具有重要意义。
2. 储能效率高:抽水和发电两个过程之间的能量转化效率高,水能和电能之间的转换损失较小。
3. 可再生能源利用率提高:抽水蓄能电站常与风力发电、太阳能发电等可再生能源电站相结合,通过储能技术,解决了可再生能源的间歇性发电问题。
风力发电的优点
风力发电的优点如下:
1. 可再生能源:风力发电是一种可再生能源,利用大自然的风能来产生电力。
相比于非可再生能源如煤炭、天然气等,风力发电对环境影响较小。
2. 绿色清洁:风力发电相比于化石燃料发电,不会产生二氧化碳等温室气体和其他污染物,减少了空气污染和全球气候变化的风险。
3. 能源独立性:利用风力发电可以减少对进口能源的依赖,提高能源安全性,降低对非稳定供应能源的需求。
4. 低成本:相比于其他可再生能源如太阳能等,风力发电的建设成本较低且日常运营成本也相对较低,可提供较为经济高效的电力供应。
5. 灵活性:风力发电站建设灵活,可根据需求进行规模扩大或缩小。
此外,风力发电还可以与其他能源系统如太阳能、能源储存系统等相结合,提高能源利用效率。
6. 适应性强:相比于其他能源系统,风力发电站的建设及运营周期相对较短,且可以在不同地理环境中布置,适应性较强。
风力发电具有可再生性、环保性、能源独立性、低成本、灵活性和适应性强等优点,是一种可持续发展的能源选择。
108水电抽水蓄能Hydropower and Pumped Storage第9卷 第6期(总第52期)2023年12月20日Vol.9 No.6(Ser.52) Dec.,20,20230 引言随着碳达峰、碳中和目标的提出,我国可再生能源发展步入规模化、市场化的新阶段,新型电力系统的构建迫在眉睫。
但可再生能源大规模、高比例并网后,其出力的波动性和不确定性给电网运行带来了严峻挑战[1]。
抽水蓄能电站作为消纳清洁能源、保障电网安全稳定运行有效手段,逐渐成为电力系统的重要组成部分,在强劲的市场需求和政策刺激下,我国抽水蓄能建设迎来了“黄金期”[2]。
目前资源条件较好的抽水蓄能站址已逐步被开发,新增站点多存在条件差、投资高的特点。
我国水力资源丰富,水力资源理论蕴藏量6.94亿kW ,技术可开发量5.42亿kW [3],现有水力资源开发均未考虑抽水蓄能功能任务。
为进一步提高水力资源利用率,助力“双碳”目标实现,利用现有水电站址,通过增建可逆机组或抽水泵的方式,建设混合式抽水蓄能电站,可实现发电、储能的双倍效果,可有效节约抽蓄、电化学储能等调峰资源的建设成本[4]。
为此,本文分析了混合式抽水蓄能电站在我国的发展现状、规划站址和混合式抽蓄电站的开发优势,并对各电网区域进行混合式抽水蓄能站址普查,分析其价值及建设条件,最后针对目前混合式抽水蓄能电站的开发、建设、运行存在的制约因素和问题提出相关政策建议,为常规梯级水电站与抽水蓄能结合提供借鉴。
1 混合式抽水蓄能发展现状与优势1.1 建设背景“双碳”目标是我国积极参与应对气候变化全球治理的重要举措,是电力系统向清洁低碳转型的根本指导。
根据2022年可再生能源发展情况,截至2022年底,我国可再生能源装机达到12.13亿kW ,占全国发电总装机的47.3%;可再生能源发电量达到2.7万亿kWh ,占全社会用电量的31.6%[5]。
新能源在我国电力行业已经占据了极其重要的位置。
海上风力发电机与海上蓄能电站的能量互补近年来,随着对清洁能源的需求不断增加,海上风力发电和海上蓄能电站被广泛关注和应用。
海上风力发电机利用海上强风资源发电,而海上蓄能电站则能将多余的电能储存起来以备不时之需。
这两种能源技术的结合,即海上风力发电机与海上蓄能电站的能量互补,为海洋能源开发带来了新的可能性。
海上风力发电机是一种利用风能发电的设备,通常在离岸一定距离的海域上安装。
通过风轮的旋转,风力发电机将风能转化为机械能,再通过发电机将机械能转化为电能。
然而,风能具有波动性强、不稳定的特点,可能出现风速波动或低风速等情况,导致电网供应不足以及突然的停机。
为了解决这个问题,海上蓄能电站应运而生。
海上蓄能电站是通过将多余的电能转化为其他形式的能量,并将其储存在一些介质中,以备不时之需。
目前常用的储能方式包括抽水蓄能、压缩空气储能和电化学储能等。
特别是抽水蓄能技术在海上应用较为广泛。
该技术利用低风速或停机期间的多余风能驱动水泵,将海水抽到高位蓄能池中;在风能不足时,将蓄能池中的水放回海域,通过涡轮机发电。
这种方式能够灵活地调节能源供应,提高风力发电的可靠性和稳定性。
海上风力发电机与海上蓄能电站的能量互补具有许多优势和潜力。
首先,它们能够在供需不平衡的情况下实现能源的平衡,并提供持续的电力供应能力。
当风速较低或发电机停机时,从储能电站调取电能,使电网供应稳定。
其次,这种能量互补方式能够降低对传统化石能源的依赖,减少温室气体排放,对环境保护具有积极作用。
此外,海上蓄能电站还能够提供稳定的频率和电压,提高电网的稳定性。
海上风力发电机与海上蓄能电站的能量互补还存在一些挑战和待解决的问题。
首先,高海洋环境下的设备运维难度大,对海上设备的可靠性和耐久性提出了更高的要求。
其次,高成本是该技术的一大难题。
海上投资和运维费用较高,且储能电站的设备和建设成本也较高。
因此,如何降低成本、提高效率是未来发展的重点。
此外,应对突发复杂气候状况和海洋环境的挑战,也需要进一步研究和解决。
海上风电呈爆发式增长在过去的2009年,全球海上风电更是呈现出爆发式增长态势,全球海上风电新增装机689MW,同比增长100%,远高于30.1%的陆上风电增长速度。
而欧洲仍然是海上风电的主要市场,2009年新增了8个海上风电场共计199台风电机组,合计装机容量为577MW,累计总装机容量为2056MW。
事实上,由于陆地上经济可开发的风资源越来越少,全球风电场建设已出现从陆地向近海发展的趋势,与陆地风电相比,海上风电具有风能资源的能量效益比陆地风电场高20%-40%,海上风湍流强度小,风切变小,风电场建设受噪音、景观、鸟类、电磁波等问题限制少,不占用宝贵的土地资源等优势,因此,海上风电已经成为未来风电开发的主战场。
中国东部沿海地区与欧洲的英国、丹麦等海上风电发展迅速的国家的地理和自然条件比较相似,经济发达,电网容量大,但常规能源匮乏,一次能源主要依赖外省输入或进口。
由于这些地区的工商业经济中心大多集中在海岸线附近,海上风电场距离负荷中心距离近,输电损失小,而留给风电场建设的土地面积有限,开发建设近海和潮间带风电场成为中国东南沿海地区有效利用风能资源,缓解能源、环境压力的有效措施之一。
按照中国风电未来发展的基本思路,未来将主要依托“三北”、东部沿海和海上风能资源丰富区,按照“建设大基地、融入大电网”的大规模开发方式进行风电厂的规划和建设,海上风电开发必然会形成新一轮热潮。
事实也是如此。
近年来,国家能源局加快了中国沿海地区大型风电基地的建设,推出了江苏沿海地区千万千瓦级海上和潮间带风电基地建设的规划,并开始了多个海上风电场建设的前期准备工作。
今年6月,中国首次海上风电特许权招标启动,吸引了众多风电巨头参与投标。
海上风电开发前景也意味着相关设备制造的巨大市场需求。
目前,3MW-5MW机组是海上风电机组的主流,而其提供者主要是Vestas公司、Siemens公司,GE公司,REpower公司以及中国的华锐风电,每年全部产能仅有数百兆瓦,其市场前景非常可观。
2024年抽水蓄能电站发电市场前景分析摘要抽水蓄能电站作为一种可再生能源发电方式,具有灵活性、高效性和可靠性等优点,具有广阔的发展前景。
本文将从需求增长、政策扶持和技术创新等方面分析抽水蓄能电站发电市场的前景,并提出相关建议。
1. 引言随着全球对可再生能源需求的增长,抽水蓄能电站作为一种纯净、可再生的能源发电方式,逐渐备受关注。
抽水蓄能电站通过将低谷电力转化为高峰电力,解决了可再生能源波动性的问题,具有巨大的潜力和发展前景。
2. 需求增长目前,全球能源需求持续增长,而传统能源资源的供应逐渐减少,迫使人们寻找可持续的替代能源。
抽水蓄能电站作为一种清洁、可再生的能源发电方式,能够满足日益增长的能源需求。
尤其是在电力需求高峰时段,抽水蓄能电站可以快速投入发电,提供稳定的电力供应。
3. 政策扶持政府在能源领域制定的支持政策为抽水蓄能电站市场发展提供了有力支撑。
各国纷纷出台鼓励可再生能源发展的政策,包括优惠的发电补贴、减税政策和监管放松等。
这些政策为抽水蓄能电站带来了更加稳定的市场环境,吸引了更多的投资者和运营商。
4. 技术创新随着科技的进步和投资的增加,抽水蓄能电站的技术不断创新和提升。
新一代的抽水蓄能电站采用更高效的水轮机和更灵活的控制系统,实现了更高的发电效率和更快的响应速度。
技术创新不仅提高了抽水蓄能电站的经济性,也增强了其在电力系统中的承载能力。
5. 市场竞争随着抽水蓄能电站市场的发展,竞争也日益加剧。
虽然抽水蓄能电站具有较高的建造和运营成本,但其长期的经济和环境效益吸引了众多投资者。
此外,抽水蓄能电站的运营商还面临着其他可再生能源如太阳能和风能等的竞争。
为了保持市场竞争力,需要不断提升技术水平和降低成本。
6. 建议为了进一步促进抽水蓄能电站发电市场的发展,以下建议可以考虑: - 加大政府对抽水蓄能电站发展的支持力度,继续提供发电补贴和税收优惠等政策措施。
- 加强技术研发和创新,提高抽水蓄能电站的发电效率和运行灵活性。
抽水蓄能电站工程特点1.高效性:抽水蓄能电站利用水的高度差进行能量转换,其效率可以达到80%以上,属于高效节能的电力系统。
在能量储存和释放过程中,能量的转化几乎没有能量损失。
2.大规模储能:抽水蓄能电站可以根据需求实现对大规模的能量储存。
通过多台水泵和发电机组合运行,电站可以根据电力需求灵活地进行储能和释能。
3.快速启动:抽水蓄能电站可以在几分钟内启动,并投入到电力系统中,以满足瞬时的电力需求。
相比其他储能技术如电池等,抽水蓄能电站的启动速度更快,具有更加可靠的电力调峰能力。
4.长周期运营:抽水蓄能电站的设计寿命可达数十年,运营周期长。
其运营成本相对较低,一旦建成,可以长期稳定地为电网提供清洁电力。
5.环境友好:抽水蓄能电站不消耗化石燃料,不产生二氧化碳等大气污染物,具有很低的环境污染。
同时,其在发电过程中不会产生噪音和振动,对周围环境没有影响。
6.调节电网频率:抽水蓄能电站可以在电网频率高于或低于标准值时进行储能或释能,以平衡电网的供需关系,稳定电网运行。
它可以提供从几十兆瓦到几千兆瓦的调峰能力,能够有效应对电力系统的波动负荷。
7.可持续发展:抽水蓄能电站可以与风电、太阳能等可再生能源相配合,形成可持续的能源系统。
当可再生能源的供给高于需求时,可以利用多余的电力进行储能,而在供给不足时,则可以利用储能的电力进行发电。
8.储能能量密度高:抽水蓄能电站的储能能量密度较高,因为其利用了水的重力势能。
相比其他储能技术如电池储能等,抽水蓄能电站能够储存更多的能量。
总的来说,抽水蓄能电站具有高效性、灵活性、可持续性等特点,是一种可靠的储能解决方案,可以在电力系统中起到平衡能源供需、保证电力稳定供应的重要作用。
储能技术在风力发电系统中的应用摘要:伴随着经济与社会的不断进步,国家的综合实力不断增强,风电产业也不断发展壮大。
在“双碳”新能源发展战略的指导下,电网对调频调峰的需求持续增长,在此条件下,风电系统将会得到更为稳健的发展,以实现有效消纳蓄能,减少资源浪费,充分利用风电,并且与风电的具体应用相联系,对电网的供电状态进行适当的调节,从而提升电网的稳定性。
为此,本文将对风电储能技术进行研究。
关键词:储能技术;风力发电系统;应用1储能技术在风力发电系统中的重要性在能源供给中,如何实现能源的有效供给,以实现能源的节约和减少排放,已成为当今世界各国关注的焦点。
风力发电和储能技术因其独特性,被认为是一种极具发展潜力的新型能源。
储能技术在电力系统的削峰填谷、微电网的稳定运行和新能源的有效利用等方面发挥着重要的作用。
当前,为充分利用、回收或重复使用的锂离子电池储能材料,存在着众多的原料制造与储存装置。
其次,为分散式能量储存及其它装置而安装的大容量蓄电池,也可以应用于更大范围的电力系统调节,并弥补世界范围内网络的不足。
比如,泵蓄能、压缩液化空气机等技术,都是能达到蓄能技术的功能需求的机组装备,能彻底淘汰一部机械,能长时间持续运转。
减少了风机的布置对大操作单元的负荷所造成的压力。
第三,电网所容许的最低变频率也应该被自动地维持或者限制在某一特定的值之内,这样就需要人工地调节风力发电的最高最小标称的最低有功。
蓄能与调压的传送技术也能够将已有的常规小规模风力发电系统中蓄能与调压的结合起来。
2常见储能技术类别及其特点2.1飞轮储能技术飞轮蓄能技术是通过电力来驱动装置的转子,将电力转化为动能,所生成的能量存储在装置的加速模块中,在需要发电时,通过自身的能量来给发电机提供电力,实现能量的转化。
针对传统的飞轮蓄能器存在的巨大损失,本项目拟将超导磁浮技术引入到飞轮蓄能器中,并引入一种新的复合材料,以提升其蓄能器的体积。
虽然目前,飞轮储能的能量转化效率仅为90%,但其无污染、易于维护和无限次充电、释放等优势,在风电行业中仍有很大的发展潜力[1]。
储能技术在风力发电系统中的应用摘要:储能技术是风力发电系统中的重要技术,对于任何的风力发电企业来说,储能技术也决定了这些企业在市场上的竞争力。
随着我国综合实力的不断提升,能量储存技术也在逐渐提升,更加满足了人们对于能量的需求。
而风力发电的改革创新,更离不开储能技术水平的提高。
本文从实际出发,具体探讨分析了储能技术在风力发电系统中的应用。
关键词:储能技术;风力发电系统;应用引言:随着储能技术的不断发展与进步,能量的存储效率也有了很大的提高。
在风力发电系统中,储能技术多种多样,其本质也存在许多差别。
各风力发电企业应根据不同情况下风力发电的作用以及未来的企业效益来确定所要应用的相关技术。
储能技术的发明,很大程度上减少了能源的浪费,同时将电能的利用率达到最优,满足了人类对电能的需求。
一、我国风力发电系统中储能技术的现状储能技术主要是指电能的储存,例如在能量丰富的情况下将电能暂时存储起来,防止资源的浪费。
现如今能量的储存形式多种多样,主要包括:电池储能(全巩氧化还原液流电池)、电感器储能(超导体)、电容器储能(激光器、闪光灯)和重力势能储能(抽水蓄能电站)。
随着风力发电企业技术的不断升级创新,各种储能技术又取得了进步,储能技术所涉及的领域又在不断地延展。
有了这些储能技术作为基础,电力系统就会更好的运行,我国的电力存储安全问题也将会得到更好的保障。
二、储能技术在风力发电系统中的应用各个企业风力发电系统的稳定性,离不开储能技术[1]。
因为在进行风力发电的过程中,很难掌握电能的使用量,所以就必定会造成能源的剩余。
因此在此过程会安排存储能量的设备。
但是对于不同的储能过程,也要运用相对应的储能方法,方法的使用都要在实际勘测后才能够得以确定。
(一)分布式储能技术的应用所谓分布式储能技术,其实与大规模集中式储能技术相类似,一般可分为机械储能、物理储能和化学储能。
但是相对于集中式储能而言,它又没有集中式储能那么多集中的线路。
风力发电与抽水蓄能发电结合有点分析
--江宁 1005020236 罗谦
摘要:优化电源结构,积极发展风电等清洁能源的同时,却由于风力发
电的不稳定因素,对整个电网系统安全具有一定的挑战,然而抽水蓄能在稳定电网安全,调节电力系统中具有调峰、调相、调频、紧急事故备用更方面不可替代的优势。
两者的相结合,对保障电网安全具有优势互补的重要作用。
关键词:风电抽水蓄能电网安全电力调节
随着国家的经济发展,对能源的需求逐渐加大,而电力,尤为重要。
现今世界化石燃料的逐渐枯竭和污染,以及对可再生清洁能源的追求,不再单一依靠化石燃料进行发电,风电,核电,水电等等的可再生清洁能源显得格外突出,甚至一些发达国家已经逐渐减少火电所占比例。
但是,在大力发展这些能源的时候,却出现了一个共同的的问题,那就是,受自然条件约束较多,发电具有很大的不稳定性,尤其在风电上较为突出。
这就对大力发展智能电网的今天来说,是个不小的考验。
风电,具有其他发电方式所不具有的独特的优点,建设周期短,技术需求低,成本回收快,从图1可以看出,风电已经成为我国电力结构的第三大发电类型
图1
但是,风电却受到自然条件的约束较高,发电具有不稳定性。
根据国家风电发展规划,到2020年我国将建成哈密、酒泉、河北、吉林、
江苏沿海、蒙东、蒙西、7个千万千瓦风电基地、各基地规划情况见表1。
预计到2020年,我国风电。
太阳能的发展规模将分别达到1.5亿KW和2000万kW。
我国新能源资源与能源需求在地理分布上存在巨大差异,风电,光伏发电等新能源远离负荷中心,必须远距离大容量输送,新能源发电集中开发和集中接入的特点非常明显,风电受当地风力变化影响,发电极不稳定,对电网系统冲击非常大。
我国七大千万风电基地规划情况万KW 序号风电基地2009年2015年2020年
1 新疆哈密0 460 1080
2 甘肃酒泉79.5 1271 1271
3 河北112.5 1078 1643
4 吉林152.
5 658 1018
5 江苏沿海101.9 698 1038
6 蒙东200.5 558 1022
7 蒙西335 1085 1945
总计982 5808 9017
表 1
华东电网现有风电规模较小,2008年底全网风电装机2400MW,随着国家风电等可再生能源发展鼓励政策效应的逐步体现,以江苏沿海千万千瓦级基地建设为主的华东电网风电将快速增长,2020年华东电网风电规模预计达到17000MW,风电与常规电源不同,具有很强的随机性,对电网而言,其发电容量的可靠性很低,大规模风电并入电网后,对电网调峰能力提出了更高的要求。
而风电作为一种清洁能源,电网应采取相应的措施,尽可能接受风电场的全部出力。
风电对于电网调峰方面的影响主要体现在电网负荷低谷时段,如果负荷低谷时段风电出力很大,为了吸纳这部分风电,电网的火电将压负荷运行,势必增加电网的刁峰压力。
根据江苏省风电基地在负谷低谷时段各出力段的电量分布情况,在负荷低谷时段,超出50%装机容量的出力对应的发电量不足全年电量的2%,超出70%装机容量的出力对应的发电量约占全年发电量的0.5%,因此,可以考虑在负荷低谷时段,当风电出力超出一定范围时,不再吸纳超出部分的风电出力。
通过舍弃电网负荷低谷时段部分的风电电量可减轻电网的调峰压力,以减小电网调峰电源的建设规模[1].
以南方电网为例,说明抽水蓄能在南方电网安全稳定运行所发挥的作用[2]
1.保障电网安全可靠供电
抽水蓄能机组特点是启停速度快、工况转换灵活,在电力系统调节和事故备
用方面发挥极其重要的作用。
通过削峰填谷,平滑了负荷曲线,通过调峰调相有效提高电网频率和电压稳定性,保障电能品质,在电网发生异常情况时紧急响应,保证电网安全。
这充分体现出抽水蓄能电站是有效的管理工具。
对南方电网而言,一是提高了系统调峰调频能力;二是提高了系统调压能力;三是增加了电网抗灾能力。
2.改善线路的输电能力,提高系统的动态效益
抽水蓄能电站有效提高了输电线路的利用率,降低了单位电量的输送费用,增强了“西电东送”竞争力,提高工程的效益。
蓄能电站投入使用后,低谷时,“西电东送”线路可以满载运行,而高峰时,在主电网线路满载运行的情况下,蓄能电站依然可以供给周围的高峰负荷,从而减轻主网线路的压力。
抽水蓄能还有显著的动态效益,主要体现在承担短负荷、事故备用、调峰、调相、提高系统运行可靠性等方面。
3.有助于促进风电等新能源的发展
随着全球能源储备不断减少,开发利用新能源得到了高度重视。
目前,新能源以风电和太阳能光伏发电为代表,因其可再生、环保而得到迅速发展。
但风电和太阳能具有随机性、间歇性和反调峰等特点,抽水蓄能电站良好的调节性能和快速负荷跟踪能力,可有效减少风电场等并网运行对电网造成的冲击,提高风电场。
光伏发电和电网运行的协调性及安全稳定性。
兴建抽水蓄能电站有助于推动风电和太阳能等新能源的建设和发展。
不仅如此,在提高核电站的安全方面也具有独特的优势。
核电机组调峰时,容易出现轴向功率不平衡,造成局部过热,使燃料组建包壳破裂,从而造成核泄漏。
由于蓄能机组通过发电和抽水工况转换来调节电网,核电机组可不参与调峰运行,从而大大提高核电的安全性,并保持长时间、满负荷、高效率运行。
正是由于蓄能机组的配合,核电机组避免了频繁调整出力,保持了燃料组件包壳的完好性,极大提高了核电的安全性。
抽水蓄能作为一种重要的调节工具,是智能电网的有机组成部分,智能电网建设为抽水蓄能发展提供了难得的机遇。
为最大限度的提高智能电网的安全稳定性和供电灵活性,抽水蓄能将根据装机容量及其在系统中的作用定位,优先规划建设大容量、有重大作用的抽水蓄能电站,进而规划建设较小容量的抽水蓄能电站进行局部甚至配电网的精细化调节,使不同抽水蓄能有选择接入不同电压等级电力系统,实现分级优化配置。
综上可知,抽水蓄能电站和风电的结合,甚至是其他发电方式的结合,具有着不可替代的优势互补的突出特点,在电网的安全性,稳定性方面有着独特的优势。
随着人们认识水平的提高,国家政策环境不断完善,我国抽水蓄能的可持续性发展能力将进一步提升,装机规模将不断扩大,在系统中所占的装机比重将不断增加;电网配置能力、能源消纳能力将进一步增强,电网高度智能化发展,风电等可再生能源将进一步得到充分开发利用。
人类能源史上划时代意义的化石能源向可再生能源发展的历史变革在我国由此迈出实质性步伐。
蔚蓝天空下,青山绿水中,抽水蓄能电站那一双双蔚蓝色的眼睛,将更加清澈,更加明亮。
参考文献:
[1]张春生. 新形势下我国抽水蓄能电站发展前景[R]. 北京:中国电力出版社,2010.
[2]张滇生. 抽水蓄能在南方电网中的作用研究[R]. 北京:中国电力出版社,2010.。