基于储能在新能源中的应用研究 附储能电池的现状与发展.docx

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1、基于储能在新能源中的应用研究变/风电QYlAe变/储能变流器摘要：本文主要针对储能在新能源中的应用进行了深入的探讨以及详细的研究，同时笔者结合自身多年实践工作经验，针对储能在新能源中的应用给予了具有建设性的意见和建议，希望能够通过分析储能在风能和太阳能发电中的常用应用特点从而为储能技术在风能以及太阳能发电中的应用做出贡献，为同行业工作者带来有效的参考。关键词：储能;新能源;风能;太阳能1、储能的应用场景储能的应用场景根据电能生成的不同可以大致分为容量型、能量型、功率型以及备用型4种基本类型。1.1 容量型储能场景通常情况下削峰填谷和离网储能场景中连续储能的时间长度必须要保持在4h以上。其中容量

2、形储能技术涵盖了抽水储能、压缩空气、储热蓄冷、钠硫电池、液流电池等。1.2 功率型储能场景基本上功率型储能场景其连续储能到时间会保持在1530min.在条屏和平滑功率波动场景中储能系统能够在最短的时间内吸收或者释放能量，支持功率的快速变化。功率型储能技术在其实际应用的过程当中涵盖了超导储能、飞轮储能、超级电容器、碳酸锂电池等内容。1.3 能量型储能场景能量型储能场景是介于容量型以及功率型之间的一种储能场景。通常情况下，能量型储能场景必须要要求连续储能时间保持在一小时到两小时之间。能量型储能场景能够有效地实现调峰调频以及紧急备用等复合应用场景。例如，电网侧储能0.5c或1c型磷酸铁锂电池独立储能

3、电站。2、储能的应用方式如能针对风电场的应用方式可以划分为集中式以及分散式两种。储能在光伏电站的应用方式涵盖了直流侧和交流侧安装储能设施。2.1 风电场分散式应用方式在风电机组输出交流测并联储能装置能够与风电机组共用箱变，从而有效的达到减少弃风的效果，同时还可以利用储能装置为电网提供调频辅助服务。其系统拓扑图如下图1所示：风电机组直流侧并联储能装置机组能够有效地参与到一次调频功能服务中，同时还可以进一步的加强机组的低压高压穿越能力。这种方法与超速减载运行控制法和转子惯量以及预留备用容量参与一次调频相比较而言进一步的增加储能装置的风电机组，能够始终运行在MPPT模式。下图二为直流侧分散式系统拓扑

4、图：2.2 风电场集中式应用方式如果在风电场35kv交流侧并连储能装置，那么在这种情况之下，风电场就可以借助储能系统从而对发电量进行削峰平谷，同时还可以参与到电网调频辅助服务中。除此之外，在风电场35kv交流侧并连储能装置能够有效地解决转子惯量方式，参与一次调频时在转速恢复过程当中所产生的频率二次跌落问题。2.3 光伏电站储能应用方式如果在光伏电站添加储能装置光伏电站可以借助储能系统充放电解决弃光问题。除此之外，还可以有效地实现平滑功率波动以及削峰平谷。同时还能够有效地参与电网调频辅助服务。在这一过程当中，交流侧以及直流侧都需要增加储能设备。保留侧冲的拓扑图中涵盖了光伏列阵、控制系统、能量型储

5、能系统、功能性储能系统。35kV母线在直流侧添加储能设备能够进一步地解决储能系统和光伏电站之间的接入匹配问题。直流版IJ增加储能设备与交流侧增加储能设备相比较而言有着更大的优势。一方面它可以利用原系统的逆变设备和电缆线路从而有效地减少企业在占地方面以及物资方面和资金投入;另外一方面直流侧增加储能设备在光伏电站出现容量方面没有发生变化，从而大幅度地减少了相关审批手续的报备以及申请问题，同时在操作过程当中也更为便捷。3、总结与展望现阶段情况下，我国储能行业与国外其他发达国家相比较而言仍然处于发展阶段。针对储能行业中相关的政策法规还需要得到进一步的完善与优化。储能行业必须要确保电网的安全运行，并且在

6、此基础之上，电网公司或者地方电网必须要要求新能源发电端预留备用容量用于电网一次调频。同时，储能行业还需要解决好商业化模式，打破一方投资多方受益的行业怪圈现象。除此之外，储能行业还应该建立健全储能标准体系从而进一步的促进该行业能够在一个健康有序的环境中不断发展与壮大，进一步的提升全行业的盈利能力。为我国电力行业的不断发展与提升打下坚实的基础，同时也提供源源不足的动力。参考文献：Ul唐芳纯.储能在新能源中的应用分析J电子世界，2021(10)：25-26.2赵书强，孙科.储能技术在新能源电力系统中的应用J.电子制作，2021(10)：89-91.储能电池的现状与发展摘要近年来，伴随着我国社会经济的

7、高速发展，社会用电量逐年攀升,我国电力系统也在不断扩大产能、提高效率。但是需要注意是，在电力系统运行过程中会出现用电负荷高峰与低谷之间差值巨大，这也使得电力系统的调峰问题日益严峻，必须采用安全、科学、高效的储能技术来满足不同负荷需求，近几年相关的电力储能电池技术也得到越来越广泛的关注。本次研究正是在这样的背景下展开的，在介绍当前电力储能技术的基础上，简要分析了几种储能电池的应用范围，重点研究了储能电池在电力系统中的应用现状，以期为电力储能技术的不断发展提供理论指导。关键词储能电池现状储能技术伴随着我国电能需求的逐年增长，国家电网也开始了大刀阔斧的电力系统改革，推进智能化电网建设，大力引进储能技

8、术，以应对电力系统陈旧、电能供不应求、电网调峰问题日益严峻等问题。电力储能技术实际上并不是一项新出现的高新技术，如抽水蓄能技术、飞轮蓄能技术早在几十年前便开始使用，但是由于限制条件多、效率低、响应慢等问题，无法进行大规模商业推广。在国内外对电力储能技术的共同研究下，近几年锂电池、超导电池、压缩空气储能等电力储能技术不断取得突破，在电网调峰填谷中发挥出显著效果。本次研究将以储能电池为重点研究对象，对其发展概况与应用现状进行研究。一、储能电池的发展现状(一)储能技术的分类储能技术是电力系统重要技术之一，在国际上对能源保护重视程度不断加大的背景下，包括中国在内的世界各国都对储能技术开展了多方面的研究

9、。当前国际上电力系统所用的储能技术较多，既有抽水蓄能、飞轮蓄能、压缩空气储能等常规储能技术，也有电化学储能、超级电池储能、超导储能等储能电池技术。目前，储能技术已经在电力系统中得到广泛应用，也有些储能电池技术尚处于实验研究阶段，下面对各类储能技术进行介绍1。抽水蓄能技术。该技术是最早的储能技术，在发展与应用方面比较成熟，抽水蓄能技术具有高达40年的使用寿命，其商业化推广已有十多年时间，该储能技术所储存能量巨大，但是受地形限制较大。飞轮储能技术。该技术是在电网负荷低谷时将电能转化为飞轮动能，从而实现储能的目的。当前小容量的飞轮储能技术已经开展了商业化推广，而大容量的飞轮储能还在实验论证阶段。压缩

10、空气储能技术。该储能技术是在电网负荷低谷时通过压缩空气做功来实现储能的目的，该储能技术已经较为成熟，具有成本低、寿命长、安全性高、效率快等优势，但其能量密度低，常被用于备用电源。电化学储能技术。电化学储能技术所用的材料众多，不同电化学储能材料的性能也有较大区别，当前最常用的铅蓄电池由于环境污染问题已被限制使用，锂电池作为新一代电化学储能电池，凭借寿命长、响应快等优点，在未来的电网储能中具有广阔的应用空间。超级电容储能技术。该储能技术是通过电容器两个极板间电解质产生定向移动的电场来实现储能目的，该储能技术具有使用寿命长、充放电功率大等优点,但是使用成本较高、能量密度低，因而在现阶段的大规模推广中

11、存在难度。超导储能技术。该储能技术是通过超导线圈储存电能来实现储能目的，其转换效率高、响应时间块且功率密度大，但是造价昂贵，难以商业化推广。熔融盐蓄热储能技术。该储能技术多是配合太阳能热发电系统使用，受自然条件的影响较大，因而应用前景不明朗2。（二）储能电池的发展概况根据以上介绍，可以发现当前电力储能技术种类众多。按照储能原理来分类,可以将其分为电磁储能、机械储能、热力储能以及电化学储能四类。其中，机械储能主要包括抽水蓄能、压缩空气蓄能、飞轮蓄能三种；电磁储能主要包括超导电池储能、超级电容储能两种；热力储能有熔融盐蓄热储能一种；电化学储能则包括锂电池、全机液流电池、新型铅酸电池三种。不同储能电

12、池的应用范围有着一定差异，以电化学储能电池以及超导储能电池为例，锂电池的应用范围最广，与全锐液流电池一样多用于备用电源、削峰填谷；超导电池多用于不间断电源、抑制振荡。除了以上储能电池外，美国麻省理工大学还提出了一种液态金属电池技术，该储能技术具有寿命长、承载能力强、成本低廉、洁净环保等优点，具有广阔的应用前景。二、储能电池在电力系统中的应用分析（一）储能电池在电力系统中的具体作用近几年，伴随着风力、水力、太阳能等新能源发电并网，也加重了电网系统的调度压力，对储能电池的广泛应用迫在眉睫。在电力系统中，储能电池的作用主要包括以下四点。平抑波动：储能电池能够根据电力系统中的用户需求，快速进入充电或放

13、电状态，充分满足社会生活与工业生产中的电力需求，缓解电网负荷波峰、新能源电力波动所带来的电能供应不稳定。削峰填谷：电力负荷受用户需求的影响而呈现显著的峰谷特征，储能电池能够在负荷高峰时释放电能、负荷低谷时储存电能，从而实现削峰填谷的目标。提高电能质量：储能电池能够通过削峰填谷、平抑波动提升电能质量，保证供电的稳定性与可靠性。延缓电网升级改造:储能电池在提高电能质量的同时，降低电网系统损耗,延长电气设备使用寿命，从而节约电网的升级改造成本3。（二）储能电池在电网中的调节作用分析常前储能电池在实际应用中多是在新能源发电领域，典型的发电方式包括风力发电、水力发电、光伏发电、生物发电等，该发电方式的电

14、能输出具有随机性、波动性等特点，这也将极大影响到电力系统的安全性与稳定性，而储能电池系统的引入正是为了保证电网系统的稳定性。当电网符合出现波动时，储能系统能够快速响应保证功率平衡，对于新能源发电所带来的随机性波动，大量的储能电池也能够解决功率波动问题。不同电网中储能电池系统的调节作用也存在差异，有的电网系统可以保证电网功率、电压和频率都趋于稳定，而独立电网只能保证电网功率的平衡或电压的稳定。（三）不同种类储能电池的差异分析经过多年的发展，当前储能电池的种类也越来越多，下面将分别介绍三种具有显著特征的储能电池。首先，是当前电力系统中广泛使用的锂电池，其具有效率高、充放电功率大、寿命长等优势，但是

15、快速充放电具有安全隐患，且废弃电池难以回收利用。其次，是由传统铅酸电池与超级电容器合二为一的铅炭电池，具有功率大、寿命长，但是其充放电倍率与锂电池仍然存在差距，且放电深度不能过大。另外，还有液态金属电池，全液态结构使该电池具有响应速度块、效率高、性能稳定、寿命长、经济环保等优势，但是目前技术还未成熟，尚处于试验论证阶段。三、结语在智能电网建设背景下，储能电池已成为保证电网安全、稳定、高效运行的关键性技术，在削峰填谷、平抑波动、提升供电质量、延缓电网升级改造方面发挥着重要作用。当前锂电池已经在电网储能系统中得到广泛应用，超导电池、铅炭电池、金属液态电池等新技术则在试验推广阶段，储能电池的推广应用也将会极大地提升电网系统的安全性与稳定性。参考文献：Ul牟初夫，王礼茂，屈秋实，等.主要新能源发电替代减排的研究综述JL资源科学，2017(12)：2323-2334.2杨水丽，李建林，李禧，等.电池储能系统参与电网调频的优势分析J电网与清洁能源，2013,29(2)：43-47.引李欣然，邓涛，黄际元，等.储能电池参与电网快速调频的自适应控制策略J.高电压技术,2017,43(7)：62-69.4叶季蕾，薛金花，陶琼，等.面向电力系统应用的储能技术/经济性分析研究UL电气应用，2017(16)：20-28.