风力发电系统中储能技术类型和应用

时间：2018-12-14 10:52:51 所属分类：电工技术 浏览量:

这篇电力工程师论文发表了风力发电系统中储能技术类型和应用，论文针对风电发力的随机性和波动性给电网带来的不适应，储能装置的灵活响应特性使得其在电力系统中可以当作一个具有不同时间尺度的电源，为解决大规模风电并网供电充裕性问题提供了思路。 关键词

　　这篇电力工程师论文发表了风力发电系统中储能技术类型和应用，论文针对风电发力的随机性和波动性给电网带来的不适应，储能装置的灵活响应特性使得其在电力系统中可以当作一个具有不同时间尺度的电源，为解决大规模风电并网供电充裕性问题提供了思路。

　　关键词：电力工程师论文,储能技术,风力发电,应用

　　一、储能技术的类型

　　1.1超导电力磁储能技术

　　超导电力磁储能技术是指利用超导体电感线圈对电网供电时产生的磁场能量进行存储，储存的能量待需要时有效的释放出来供电网使用。超导电力磁储能技术有很多优点，如：超导电力磁储能系统能量释放的速度快，能量输送的过程无需能量转换，比容量及比功率较大，响应的速度快且效率较高;超导电力磁储能技术在能量储存的过程中损耗比较小，能量回馈的效率高;超导电力磁储能技术可以较好的调节电压、频率及功率。目前超导电力磁储能系统已广泛应用于风力发电系统中。

　　1.2超级电容储能技术

　　超级电容储能系统是基于双电层电容器而研制的储能装置，超级电容储能技术能够使脉冲功率增强，充电时间比较短，充电时电解质溶液里的异性离子被电荷吸附并附着在电极表面，产生双电荷层，从而形成了双电层电容。目前我国已经对超级电容储能技术进行了十几年的研究，并已研制出了一系列的超级电容储能技术产品。超级电容储能技术多应用于电能质量功率峰值较高的在电力系统中，能够有效的提高电力系统的供电能力。

　　1.3飞轮储能技术

　　飞轮储能技术是利用电动机的运动使飞轮旋转产生动能，待有需要的时候，通过飞轮的动能使发电机发电，供用户使用。超导和电磁悬浮技术、大功率变流技术等技术的出现使飞轮储能技术发展迅速。飞轮储能技术使能量转化时损耗较少，转化率可达到90%以上，另外噪声小、可持续工作、无污染及维修简便等特点也是飞轮储能技术的优点所在。飞轮储能系统在停止充电后，最长也可连续工作数十个小时。目前电力系统的电网调峰和频率控制工作主要应用飞轮储能技术，某些发达国家的风力发电系统已开始应用飞轮储能技术。

　　1.4蓄电池储能技术

　　蓄电池储能系统一般由电池、交直流逆变器、控制装置组成，利用电池正极和负极的氧化还原反应来进行放电及充电，目前蓄电池储能系统广泛的应用于太阳能发电和风力发电系统中，根据化学物质的不同，蓄电池储能系统中的电池类型也不同，如钠硫储能电池、铅酸储能电池、锂离子储能电池、镍镉储能电池、镍氢储能电池、液流储能电池等等。

　　1.5压缩空气储能技术

　　压缩空气储能技术在电力系统的实际应用中比较广泛，是利用气轮机进行电网调峰的一种储能技术，在电网负荷较低的时候，利用电能将空气压缩并密封存储，当电网负荷较高的时候，将压缩的空气释放出来推动汽轮机运动发电。

　　1.6氢燃料电池储能技术

　　氢燃料电池储能系统是将化学能转换为电能的装置，但目前由于运输及存储的安全性、提取费用较高等问题并未被广泛的应用。

　　1.7抽水储能技术

　　抽水储能系统一般应用于电网调峰、集中式发电当中，由于地理条件的限制，大多数风电场无法应用抽水储能系统。

　　二、储能技术在风电并网过程中的应用

　　2.1提高系统稳定性

　　电力系统稳定性的根本问题是功率平衡问题。电力系统的有功功率、无功功率交换可以借助储能系统的快速功率响应来实现，进而能够保障系统的运行稳定。风电场从系统中吸收的无功功率会随着风电并网容量增大而增大，引起系统电压上升。为应对这种情况，风电场应配置合理容量的储能装置来保障系统的静态稳定性。同时，储能系统的快速响应能力可在在系统发生故障时进行快速、高效的补偿，降低谐波畸变率，提高系统抗扰动、保持功率平衡的能力，保证系统的暂态稳定性。综上所述，为风力发电系统配置一定容量的具有快速响应能力的储能系统，可以灵活有效地提高风电系统的稳定性。

　　2.2增加风电穿透功率极限

　　风电出力的随机性和波动性是大规模风电并网问题的根本原因，由此产生的电力系统的电压波动、电压电流波形畸变、闪变等电能质量问题，会降低风电穿透功率极限。储能装置与先进的电力电子装置相结合可以提高電能质量。影响风电穿透功率极限(WPP)水平的因素因系统而异，因此不同系统配备的储能技术也不同。风电大规模并网后，若为了保证电能质量而强行降低风电场的并网容量，会降低风电穿透功率。对此，主要靠短时功率的动态补偿提高系统的电能质量，这就要求储能系统具备毫秒级功率动态调节能力。因此，储能技术可以提高系统的WPP水平。此外，风电场发生出力波动或故障时，其中的异步发电机加速失去稳定，产生电压崩溃，对风电穿透功率极限的影响十分明显。此时，借助储能系统可为系统增加风电穿透功率。

　　2.3提高供电充裕性

　　此外，风电机组出力波动和负荷变化还会引起系统供电充裕性不足。这是由于大规模风电的并网，使得系统中传统发电机组的出力静态特性发生变化，导致系统供电不足。此时，储能技术可作为备用电源进行发电，平滑风电出力曲线。当风力发电比例较高时，系统对调频及负荷跟踪和事故备用有了更高的要求。这就要求储能系统的充放电周期应在分钟级，同时，也提高了系统对基荷机组组合的要求。当风电并网容量较大时，储能系统的充放电周期可维持在小时至日级。

　　三、结语

　　综上所述，能源公司作为电力能源开发的重要机构之一，为保证给人们创造更多的电力能源，需重视风力发电系统的研发，应不断的引用先进的储能技术来对开发的电能进行存储，并将其应用到适宜的场合，为人们提供可靠的电力能源。总之，储能技术在风力发电系统中的应用大大提高了电力资源的利用率，最大程度上满足人们对电力资源的需求。提高了电力系统运行的稳定性与适应性，促进电力资源的优化配置，降低了电力企业的投资成本及电能的应用成本，不仅大大提高了电力企业的经济效益，且其社会效益与十分显著。

　　参考文献：

　　[1]李士武，张延续.浅谈储能技术在风力发电系统中的应用[J].工程技术(文摘版)，2016.

　　[2]董爽.储能技术在风力发电系统中的应用[J].山东工业技术，2016.

　　推荐阅读：《黑龙江电力技术》是黑龙江省电力系统向国内外公开发行的唯一综合性电力技术期刊，创刊于1979年11月，由黑龙江省电力工业局主管，黑龙江省电机工程学会和黑龙江电力科学研究院共同主办。

转载请注明来自：http://www.zazhifabiao.com/lunwen/gcjs/dgjs/44467.html