浅谈储能技术在风电并网中的应用研究

高新技术

浅谈储能技术在风电并网中的应用研究刘艳梅(天恒招标有限公司，黑龙江哈尔滨 1 5 0 0 9 0)【摘要】随着我国能源缺 1 3 '的逐渐增大，风电在电力系统中占据着越来越重要的角色，而对风电并网的系统稳定性提出了更高 的要求。因此，本文笔者根据个人多年来相关行业工作经验，并结合现阶段我国储能技术在风电并网中应用的实际情况。先对储能技术的分类以及优缺点进行详细对比，继而对储能系统在风电并网中 的应用现状进行详细的论述，再对储能技术对风电系统稳定性的影响以及价格对于储能技术在风电并网中应用的影响进行一番深入地探讨，希望可以起到抛砖引玉的作用，并不断推动我国储能技术在风电并网中的应用研究不断向前发展，并为我国经济的可持续发展增添新的动力。锂离子储能千瓦至兆瓦级重量轻、储能容量大、 功率大、无污染、寿命长、自放电系数小温度适应范围、

电能质量、可靠当前成本高、 性控制、备用电大型批量化生源、削峰填谷、 产还不成熟能量管理、可再生储能

电磁储磁能储能超级电容器

超导

0.

0 0l—

l M W

响应速度快、转换效率高、比容量/比功率大

输配电网电压支成本高、维护持、功率补偿、 困难频率调节、提高系统稳定性成本高、储能短时间、大功率低的负载平滑

【关键词】风电并网；储能技术；系统稳定；分类应用；应用研究前言

0 . 0 l— l M w

安装简单、 体积小，可在各种环境下运行

随着科技水平的不断进步，风力发电技术也得到了全面的进步， 继而在各个国家都得到了广泛的应用。2 0 0 0年以来，经过了短短的十一年的时间，风力发电的总装机容量就已经突增￣] t 2 0 1 1年底的 2 3 8 G W,同时我国也开始不断赶超其他国家，已经取代了美国，成为了世界上风电装机容量最多的国家，也是风力发电设备制造的大国。 目前，我国电力系统面临着风电并网这一技术难题，而储能系统作为一种非常有发展前景的技术应用在了电力系统中，不仅对于稳定控制风电场的输出功率有着非常好的效果，还在优化系统经济

性、 改善电能质量以及增大风电穿透功率极限也有着一定的促进作用。 下面是笔者个人的一些看法、意见，如有不正之处，欢迎大家给予批评指正。 1储能技术的分类以及特性分析按照不同的能量转换形式我们可以将储能技术分成四种，它们分别是：相变储能、化学储能、电磁储能以及机械储能。用化学能代替电能来进行储存的技术叫做化学储能，有三种常见的储能方式， 分别是：L i和N a S等新型电池、液体电池以及铅酸电池三种。用电磁能代替电能电能进行储存的技术叫做电磁储能，有两种常见的储能方式，分别是：超级电容储能以及超导储能。用机械能来代替电能进行储存的技术被称作机械能储能，有三种常见的储能方式，分别是：飞轮储能、压缩空气储能以及抽水蓄能。常见的几种储能方式的优缺点以及应用场合见下表。储能类型抽水储能

典型额定功率l O O 2 0 0 M w一

优点

缺点地理位置受限、建设工期长工程投资,

应用场合日负荷调节频率控制系统备用、、

可大规模， 技术成熟效率高、寿命长、瞬时功率大、响应速度快、 环境污染小不受地理环境限制、

大

机械飞轮储储能能压缩空气储能

o . 0 0 5— 1 . 5 M W

能量密度低、 保证系统安全调峰、频率控制、 性方面的费用 u P S、电能质量高、噪音大想隐瞒、建设受地形制约、 对地质结构有特殊要求

1 o一 3 O M W

大规模、能量密度大比能量高、 可大电流、 高功率放电充放电效率高、

调峰、

系统备用

电化学钠硫储储能能液流储能

千瓦至兆瓦级

工作过程中需要保持高温、 有一定安全隐患

电能质量、可靠性控制备用电源削峰填谷、 能量管理、可再生储能、、

寿命长 o 0 0 5一 l 0 0^ 1 w.

易于组合、效率高环保性好、

电池容量小

、

电能质量、可靠性控制备用电源削峰填谷、 能量管理可再生储能、、、

2储能技术在风电并网中的应用由于储能技术的应用方式非常灵活，所以在能源危机这一大环境下，我们要加快对储能技术的应用以实现能

源的智能化使用，顺应未来电网的发展趋势。所以储能技术的应用研究工作是我们当前工作中的重点。 储能技术常见的几种应用功能分别是提高供电质量、提高供电 系统的稳定性以及电力调峰等几方面。在电能供需极度不平衡的时候，我们就需要储能技术来进行调控。储能技术早在 l 9世纪后期就已经得到了应用，最早的应用是为了实现夜间发电机停运的情况下对街道进行照明。但是随着科学技术的不断进步，储能技术的应用范围早已经得到了扩展，可以在电力系统供大于求的情况通过抽水蓄能等方式将电能转化为其他能量以便于储存，在供不应求的情况下通过开闸放水等方式发电，填补电力需求的缺口，还有其他很多种储能技术，笔者在此就不一一列举。 3储能技术对风电系统稳定性的影响通过改善系统的平衡度可以大幅度提高电力系统的稳定性，所以我们可以利用储能系统的快速吸收、释放无功及有功功率，来起到改善系统功率平衡，增强系统稳定性的目的。 大量的研究试验已经证明超级电容储能和超导储能对增强风电系统稳定性的关系。实验结果也显示出超级电容储能不仅可以平滑风电机组的有功输出，还能够降低风电并网的电压波动，以保持系统的稳定性。 由于储能系统可以平滑风电输出功率，所以经过相关的仿真试验，已经证明超导储能系统可以在标准条件下降低系统的最大频率偏差，使其保持在0 . 1 H z以内，大幅度提高了系统频率的稳定性，也证明了超导超导储能系统的容量与系统频率偏差成反比关系。此外， 通过分析超级电容储能与超导储能与风电场有功输出性能的关系， 我们发现，超级电容储能和超导储能系统可以大幅度平滑风电场的有功输出功率以及系统的频率波动。 通过上述论证，我们发现：用来保证风电并网系统稳定性的储能系统必须具备快速反应的能力，例如：蓄电池储能、飞轮储能、 超级电容储能以及超导储能等储能技术，这些技术对于暂态过程中 损失的功率不平衡量可以迅速进行补充，极大地维护了系统的稳定性。用于维持系统稳定性的储能系统并不需要较大的储能容量，但是必须具备高功率的吸收、释放的能力，所以我们为了取得良好的效果，必须根据实际情况选择合适的储能系统以及相关的储能容量。 4价格对于储能技术应用的影响现

阶段，虽然随着科学技术水平的不断进步，储能技术得到了长足的发展，但是现阶段高昂的价格成为了影响储能技术在风电并网中广泛使用的一项重要因素。虽然用户、电网公司等都已经清楚地认识到储能技术在风电并网中的应用前景。 (下转第 2 2页 )

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