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新能源发电系统中储能系统的应用分析

发布日期:2022-03-04 21:04:09浏览量:25

1储能技术的作用分析
1.1提高电能质量
新能源发电并网运行,需达到电网对电能质量的要求,可以通过控制并网逆变器来改变微电网输送至电网的有功和无功,提高电能质量。在孤岛运行下,新能源发电功率的输出受天气变化的影响很明显,波动较大,储能装置可平抑功率波动,维持母线电压的稳定,解决诸如电压暂降等电能质量问题。
1.2电力调峰
负荷量始终是波动变化的,目前电能生产和消费的策略是即发即用,这样容易导致为满足峰值需求而过多安装发电机组,造成不必要的浪费。储能系统可有效解决此问题,在负荷低落时吸收多余的电能,在负荷高峰时释放电能,达到削峰填谷的效果。
1.3短时供电
目前形势下,能源危机日益加重,全球多次出现大范围的电力短缺的现象,大范围停电对生产和生活会产生极为恶劣的影响。在并网运行的时候,当电网发生事故,新能源发电可断开与电网的连接,进入孤岛运行模式,但这中间往往存在一定的功率缺损,通过控制储能系统的双向功率变换器,可以利用储能装置,很好地填补这些缺损,实现并网模式到孤岛运行的平滑切换。另外,由于新能源发电受天气的影响很大,储能系统可在无风无光或弱风弱光的极端天气来供电,维持负荷的正常运转。
2常用储能电池的应用及工作原理分析
2.1锂离子电池
随着创新型锂电池电极、电解质的出现,以及锂电池生产技术的不断优化发展,使锂电池的生产成本不断降低,从而拥有良好的经济性,进而促进了锂电池在电力系统的大范围应用。锂离子电池拥有很多优点,其体积小、重量轻、能量密度大、寿命长,可提供短时大输出功率,但是由于在过冲、短路、冲压、穿刺等滥用条件下极易发生爆炸,安全性是其最大的缺点。
2.2铅酸电池
铅酸蓄电池以二氧化铅作为正电极,铅为负电极,中间介质是水和硫酸,在充放电时发生氧化还原反应,于电池内部形成电流,过程是可逆的。铅酸蓄电池是目前运用最多的电池储能装置之一,广泛运用于电动车及新能源发电的储能系统,其制造技术成熟,可大规模生产,但是体积较大,充放电的电流不宜剧烈波动,温度适应性不高,环境污染大,由于目前全球对于可持续发展的追求,铅酸蓄电池将会逐渐被其它高性能的电池所取代。
2.3钠硫电池
由熔融液态电极和固体电解质组成的,负、正极均为活性物质,分别是熔融金属钠、硫和多硫化钠熔盐。钠硫电池优点:比能量高;可大电流、高功率放电;充放电效率高。缺点:工作温度较高;充电模式下需要周期性的离线度量,以便得到平均值;需要对电池的壳体进行严格的抗腐蚀处理。安全性方面,因陶瓷隔膜属于易碎部件,若隔膜损坏则容易引起火灾、爆炸等事故。
3储能技术在新能源发电系统中的应用分析
3.1混合储能应用于光伏电站
所谓的混合储存,就是在传统光伏的基础上,增加储能元件,进而形成一个并网光伏系统,能够调控电流值的大小与方向,控制储能原件充电放电、工作,也可以最大程度的确保功率平滑输出。太阳能发电过程中出现的随机性不可控制性都得到了有效的解决,也保证电网能够安全稳定的运行。
3.2储能技术应用于风力发电机组、风电场
如果一个地区的风电场数量较多,那么如何提高风电场的稳定性以及电能质量,解决低电压穿越就成了风电场最主要的问题之一。首先要安装储能系统,放置在变流器附近,这样能够有效提高输出功率的稳定性。此外,安装双向的变流装置也是非常有必要的,每个风电机组都必不可少。还要借助一定的方法,控制发电机组,降低功率,使功率平滑缓慢,这样才能对功率起到缓冲作用。即使在极端条件下,电网的功率也能满足所有的要求,并把多余的电能吸收储存,这样不会对风电机组产生伤害,也提高了电压的穿越能力,这种储能技术能够进行动态调节在第一时间做出响应,确保电力系统安全稳定的运行。
3.3风、光、储联合发电
自然资源包括风能和太阳能,这也是應用较广泛的发电能源。现在出现了储能发电,这三者是互补的关系,能共同构建一个完整的发电系统。因为风能有很强的随机性间歇性,太阳能也不够稳定,不能平稳的输出功率,所以需要储能发电,这样才能优化能源结构。在运行的过程中,如果风能太阳能系统负荷需求小,出力大,就可以借助储能装置充电。如果风能太阳能系统需求比较大,出力小的时候,储能装置就可以在一定程度上进行放电,这样也能确保功率能够平滑输出。
4分析大规模储能技术发展实现途径
4.1转变观念
促进新能源与储能技术的共同发展在新能源发电发展缓慢的阶段,储能和发电属于两个不同的发展空间。但在政策的引导下,新能源发电发展迅速,开始应用在传统的电网调控中,风、光发电已经落后于时代。在这个过程中也提出了新的观念,那就是储能发电,这也是新能源发展过程中衍生出来的新思想新产物。目前新能源包括多个方面,储能、风光、光伏等。国家要提出具体的政策大力支持新能源储存技术的发展,例如优惠政策,减免新能源储存发展过程中的经济压力,这样才能促进储能技术的发展。
4.2电网需要适应大规模储能装置的应用
没有互联网,存储技术无法发展,阻碍了传统电网离开储能技术适应新能源的发展。在电网大量应用大功率储能技术,提升了电力系统稳定性,替代了电网备用容量调峰调频。大规模储能装置的接入,对电力系统的设计、控制、调度、规划等都有很大影响,所以要把握动态的特性,分析非线性电池过程和元件的作用。
4.3多种措施促进储能技术的发展
(1)政策支持。国家应该合理的制定电价,提出相关的政策。严格区分废气电、高低品位电的价值以及价格。相信政策在实施的过程中,储能产品就能获得更多的资金,这个行业也能迅速发展。
(2)资金支持。为储能技术提供专项的资金支持,如压缩空气、电化学储能技术等。为他们提供更多的研究资金,扩展研究平台。
(3)产业技术自主提升,对储能技术的应用起到促进作用。
(4)新能源场站采用先进的储能技术要积极主动,对弃风、弃光现象的发生都会减少。
5结语
未来新能源会成为主要的发电源,而风光储稳定发电系统也能实现动态调节有效的控制电力系统,确保功率传输平滑稳定,最大程度的提高电能的质量,相信在未来会取得更好的效果。

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