【摘 要】隨著我國能源缺口的逐漸增大,風電在電力系統(tǒng)中占據著越來越重要的角色,而對風電并網的系統(tǒng)穩(wěn)定性提出了更高的要求。因此,本文筆者根據個人多年來相關行業(yè)工作經驗,并結合現(xiàn)階段我國儲能技術在風電并網中應用的實際情況,先對儲能技術的分類以及優(yōu)缺點進行詳細對比,繼而對儲能系統(tǒng)在風電并網中的應用現(xiàn)狀進行詳細的論述,再對儲能技術對風電系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響以及價格對于儲能技術在風電并網中應用的影響進行一番深入地探討,希望可以起到拋磚引玉的作用,并不斷推動我國儲能技術在風電并網中的應用研究不斷向前發(fā)展,并為我國經濟的可持續(xù)發(fā)展增添新的動力。
【關鍵詞】風電并網;儲能技術;系統(tǒng)穩(wěn)定;分類應用;應用研究 前言
隨著科技水平的不斷進步,風力發(fā)電技術也得到了全面的進步,繼而在各個國家都得到了廣泛的應用。2000年以來,經過了短短的十一年的時間,風力發(fā)電的總裝機容量就已經突增到2011年底的238GW,同時我國也開始不斷趕超其他國家,已經取代了美國,成為了世界上風電裝機容量最多的國家,也是風力發(fā)電設備制造的大國。目前,我國電力系統(tǒng)面臨著風電并網這一技術難題,而儲能系統(tǒng)作為一種非常有發(fā)展前景的技術應用在了電力系統(tǒng)中,不僅對于穩(wěn)定控制風電場的輸出功率有著非常好的效果,還在優(yōu)化系統(tǒng)經濟性、改善電能質量以及增大風電穿透功率極限也有著一定的促進作用。下面是筆者個人的一些看法、意見,如有不正之處,歡迎大家給予批評指正。
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1 儲能技術的分類以及特性分析
按照不同的能量轉換形式我們可以將儲能技術分成四種,它們分別是:相變儲能、化學儲能、電磁儲能以及機械儲能。用化學能代替電能來進行儲存的技術叫做化學儲能,有三種常見的儲能方式,分別是:Li和NaS等新型電池、液體電池以及鉛酸電池三種。用電磁能代替電能電能進行儲存的技術叫做電磁儲能,有兩種常見的儲能方式,分別是:超級電容儲能以及超導儲能。用機械能來代替電能進行儲存的技術被稱作機械能儲能,有三種常見的儲能方式,分別是:飛輪儲能、壓縮空氣儲能以及抽水蓄能。常見的幾種儲能方式的優(yōu)缺點以及應用場合見下表。
2 儲能技術在風電并網中的應用
由于儲能技術的應用方式非常靈活,所以在能源危機這一大環(huán)境下,我們要加快對儲能技術的應用以實現(xiàn)能源的智能化使用,順應未來電網的發(fā)展趨勢。所以儲能技術的應用研究工作是我們當前工作中的重點。
儲能技術常見的幾種應用功能分別是提高供電質量、提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及電力調峰等幾方面。在電能供需極度不平衡的時候,我們就需要儲能技術來進行。儲能技術早在19世紀后期就已經得到了應用,最早的應用是為了實現(xiàn)夜間發(fā)電機停運的情況下對街道進行照明。但是隨著科學技術的不斷進步,儲能技術的應用范圍早已經得到了擴展,可以在電力系統(tǒng)供大于求的情況通過抽水蓄能等方式將電能轉化為其他能量以便于儲存,在供不應求的情況下通過開閘放水等方式發(fā)電,填補電力需求的缺口,還有其他很多種儲能技術,筆者在此就不一一列舉。
3 儲能技術對風電系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響
通過改善系統(tǒng)的平衡度可以大幅度提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性,所以我們可以利用儲能系統(tǒng)的快速吸收、釋放無功及有功功率,來起到改善系統(tǒng)功率平衡,增強系統(tǒng)穩(wěn)定性的目的。 大量的研究試驗已經證明超級電容儲能和超導儲能對增強
風電系統(tǒng)穩(wěn)定性的關系。實驗結果也顯示出超級電容儲能不僅可以平滑風電機組的有功輸出,還能夠降低風電并網的電壓波動,以保持系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
由于儲能系統(tǒng)可以平滑風電輸出功率,所以經過相關的仿真試驗,已經證明超導儲能系統(tǒng)可以在標準條件下降低系統(tǒng)的最大頻率偏差,使其保持在0.1Hz以內,大幅度提高了系統(tǒng)頻率的穩(wěn)定性,也證明了超導超導儲能系統(tǒng)的容量與系統(tǒng)頻率偏差成反比關系。此外,通過分析超級電容儲能與超導儲能與風電場有功輸出性能的關系,我們發(fā)現(xiàn),超級電容儲能和超導儲能系統(tǒng)可以大幅度平滑風電場的有功輸出功率以及系統(tǒng)的頻率波動。
通過上述論證,我們發(fā)現(xiàn):用來保證風電并網系統(tǒng)穩(wěn)定性的儲能系統(tǒng)必須具備快速反應的能力,例如:蓄電池儲能、飛輪儲能、超級電容儲能以及超導儲能等儲能技術,這些技術對于暫態(tài)過程中損失的功率不平衡量可以迅速進行補充,極大地維護了系統(tǒng)的穩(wěn)定性。用于維持系統(tǒng)穩(wěn)定性的儲能系統(tǒng)并不需要較大的儲能容量,但是必須具備高功率的吸收、釋放的能力,所以我們?yōu)榱巳〉昧己玫男Ч?,必須根據實際情況選擇合適的儲能系統(tǒng)以及相關的儲能容量。
4 價格對于儲能技術應用的影響
現(xiàn)階段,雖然隨著科學技術水平的不斷進步,儲能技術得到了長足的發(fā)展,但是現(xiàn)階段高昂的價格成為了影響儲能技術在風電并網中廣泛使用的一項重要因素。雖然用戶、電網公司等都已經清楚地認識到儲能技術在風電并網中的應用前景。
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