电力系统中储能技术的设计与应用研究

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新能源电力系统中的储能技术研究

作者：赵越 蓝尧

来源：《科学与信息化》2019年第31期

摘 要 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。

关键词 新能源 ;储能技术;光伏发电

1 新能源储能技术发展现状分析

所谓的储能，简单来说，就是应用某种物质，借助化学或者是物理的方式，将能量进行有效的存储，之后，在人们需要能量时，将其以某种特定的形式释放出来，如此反复存储、释放，这一整个过程称之为储能。随着科学技术的不断进步发展，全球范围下储能技术形式不断增多，最常见的储能技术如压缩空气储能、抽水储能、锂离子电池、液流电池、超级电容储能等，具有新时代标志的储能技术，一定程度上为我国经济等方面的稳定发展增加了新鲜的血液[1]。在新能源产业的出现当中，新能源储能技术随之而来。所谓的新能源，就是太阳能、风能以及地热能等。随着时代的进步，相关学者加强了对新能源技术的研究力度，某一时期内新能源储能技术有了极速的发展。但是相比较来说，还缺少创新发展意识。从实际情况来看，当下我国储能行业缺少完善的政策支持，同时也没有严格的行业标准，这些因素的存在，都或多或少阻碍了我国新能源技术创新能力的提高，与此同时，也极大地阻碍了我国储能技术的全面推广以及应用。为了促使我国储能技术迈向稳定可持续的发展方向，新能源行业就必须努力创新储能技术，促使新能源储能技术更具综合性以及实用性。

2 储能技术在新能源发电中的应用

（1）提高系统运行稳定性。由于负荷曲线受昼夜，季节性的影响变化较大以及负荷的不可控性，这就增加了制定相应发电计划和调度计划的难度。而用过储能技术可以优化系统调度和增强发电站应对负荷突变的能力，保证电力系统工作的稳定性。利用储能装置在用电低谷时，储存发电厂多余电量，而在用电高峰时期，储能装置向电网输送电能来应对负荷的需求，达到对负荷削峰填谷的目的。在系统因事故而导致大规模停电时，储能装置可以作为不间断电源为负荷提供电能或作为黑启动计划中的电源为发电厂提供厂用电。因此储能技术对于维持电力系统安全、可靠及稳定运行具有重要的作用。

储能技术在电力系统中的应用

摘要：储能技术在电力系统中具有削峰填谷、一次调频、提高电网稳定性、改善电能质量、提高电网利用率、提高可再生能源的利用率等重要作用。本文介绍了抽水储能、飞轮储能、压缩空气储能、钠硫电池储能、锂离子电池储能、液流电池储能、超导磁储能、超级电容器储能等典型储能技术以及各自的国内外研究动态,并比较了各种储能技术的优缺点。

关键词： 电能存储；机械储能；电化学储能；电磁场储能

1．引言

近年来,随着环境问题的日益突出和能源供应的日趋紧张,可再生能源越来越被人们所重视。以传统化石能源为基础的火电等常规能源通常按照用电需求进行发电、输电、配电、用电的调度；而以风能、太阳能为基础的新能源发电取决于自然资源条件，具有波动性和间歇性，其调节控制困难，大规模并网运行会给电网的安全稳定运行带来显著影响。储能技术的应用可在很大程度上解决新能源发电的随机性和波动性问题，使间歇性的、低密度的可再生清洁能源得以广泛、有效地利用，并且逐步成为经济上有竞争力的能源。

2．问题的提出

现代电力系统的发展方向是智能电网，电力系统的基本要求是安全、优质和经济。随着电力需求的增长和智能电网的发展，一些新的矛盾日益突出，主要问题有: ①系统装机容量难以达到峰值负荷需求。②电网的输电能力难以满足用户需求。③电网受到扰动后的安全稳定问题。④伴随智能电网发展的新能源和可再生能源大规模并网、输送、配送以及运行、消纳的问题。⑤管理电网高峰需求的高额成本以及用于电网基础设施建设以提高电网可靠性和智能化水平的大型投资费用。为了解决上述一系列问题，提高现代电力系统的运行能力和供电质量，保证基于分布式发电的智能电网的进一步发展，开发使发电与用电相对独立的储能技术极为重要。

3．解决问题的方法

3.1 储能技术的分类

储能技术在电力系统中的应用研究毕业论文

标题：储能技术在电力系统中的应用研究

摘要：

随着电力系统规模的不断扩大和可再生能源的快速发展，电力系统的灵活性和可靠性需求逐渐增加。储能技术作为一种可调度的能量资源，可以有效地提高电力系统的运行性能和能源利用效率。本文以储能技术在电力系统中的应用为主题，综述了储能技术的种类和原理，并重点讨论了储能技术在电力系统调度、微电网以及电力市场中的应用。

关键词：储能技术；电力系统；可再生能源；调度；微电网；电力市场

引言：

随着全球能源需求的不断增长和环境问题的日益严重，可再生能源（如太阳能和风能）逐渐成为解决能源和环境问题的重要途径。然而，由于可再生能源的不稳定性和间断性，在将可再生能源大规模接入电力系统时，会给电力系统的稳定性和可靠性带来挑战。为了应对这一挑战，储能技术被广泛应用于电力系统中。

一、储能技术的种类和原理

1.电池储能技术

2.超级电容器储能技术

3.压缩空气储能技术

4.储热技术 二、储能技术在电力系统调度中的应用

1.平滑负荷曲线

2.削峰填谷

3.频率调节

4.电压支持

三、储能技术在微电网中的应用

1.微电网的概念和特点

2.储能技术在微电网能量管理中的应用

四、储能技术在电力市场中的应用

1.参与市场交易

2.提供备用容量

3.降低用户电费

结论：

储能技术在电力系统中的应用具有重要的研究和实践价值。通过储能技术的灵活调度，可以提高电力系统的运行性能和能源利用效率。在未来，储能技术还将进一步推动电力系统的可持续发展和智能化改造。然而，储能技术的应用还面临着一些技术和经济上的挑战，需要进一步研究和探索，以实现储能技术的充分发挥。

储能技术在电力系统调峰中的应用研究

现在人们对生活水平的提高，在整个电网在运行过程中，用户在不同时段对电能需求量是不同的。根据不同的用电需求，及时补充或削减电量是现有电力系统调峰的重要调节措施。传统的电量调节主要依靠减少或增加供给侧发电量来满足用电需求。此种方法，对于供给侧的发电机组而言会带来较大损害。基于此，本文提出了利用储能技术以储能电站的方式来参与电力系统调峰的新措施。该储能技术的应用，可以有效改善发电机组不正常运行的态势，进而保障整个电网的长时间稳定运行。

标签：电网;电能需求;电力系统调峰;储能技术

引言

目前，人类所使用的大部分能源都是以不同形式储存下来的太阳能。煤炭、石油、天然气等化石能源是太阳能在数十亿年时间里所累积的产物，而水能、风能等可再生能源则是太阳能以年为单位累积的产物。自然界中的能源供给通常是不均衡的，由地理位置、季节气候等自然条件决定。能源的需求同样不均衡，且时常与能源的供给完全不匹配。因此，在能源供给和需求之间迫切需要一种装置，以实现能量在空间和时间上的转移，这就是储能。

1储能技术简介

储能是指将能量从一种形式转换为另一种形式后进行的能量存储。例如，使用电能参与氢气的制取，将电能转换为氢能源后实现了能量的存储，在有一定需求时，再将氢能转化为其他形式的能量，这就是储能的一种具体表现。目前储能技术主要包括两种方式，一种是机械储能，另一種是电磁储能。机械储能主要包括抽水储能与压缩气体两种形式。抽水储能主要是在水力发电中，将过剩的电能带动相应水泵动作，将水从低处运往高处，待电能不足的情况下，开启水闸，利用水的重力势能将机械能再转化为电能。压缩空气储能也是利用多余电能，将电能转化为相应的机械能，对气体进行压缩。在电能供应不足情况下，释放压缩气体带动汽轮机进行发电。电磁储能主要利用储能电子设备进行电能的存储，主要包括电池储能技术与电容储能技术两种。电池储能技术主要使用的是铅酸电池、锂电子电池等电子元器件将电能转化为化学能，实现电池的充电过程，在停电或者电力供应不上时，利用电池对外进行供电，满足紧急用电的需求。电容充电的本质与电池充电的类似，都是将电能转化为化学能的一种表现形式。储能技术的日益丰富，也为电力系统的平稳运行提供了强有力的保障。