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摘要:我国能源建设中,比较注重风力发电系统的应用,风力发电系统,采用风能完成发电机的旋转驱动,此类发电方式不会产生环境污染,而且具有一定的经济优势。风能存在不稳定性的特征,为了确保风能发电系统中负荷的连续、稳定,要根据风力发电系统的实际情况,配置储能技术,实现风力发电系统并网的可靠性,实现互补的运行状态。
关键词:储能技术;风力发电;系统
一、储能技术的分类概述及其基本特点
1.1飞轮储能系统
所谓飞轮储能,主要是通过对电动机的运用实现飞轮的高速运转,从而将电能转化为动能,进行有效的存储和管理,在需要对其进行使用时,再用飞轮带动发电机进行对外发电。根据相关的实践调查研究我们可以看出,为了有效降低飞轮储能所造成的损耗,越来越多的企业和单位开始运用超导磁悬浮技术,运用复合型材料不断提高储能的密度,降低整体系统的重量和体积。从一定意义上来讲,要充分发挥出飞轮储能系统的作用和价值,必须使用一些性能较好的材料以及电子变流技术。相关数据表明,飞轮储能技术在进行能量转化的过程中能够实现的转换效率大约在90%左右。飞轮储能系统的优势在于不会对周边环境造成污染,可以随时随地,不限次数的进行充电放电,维修保养便利等等,在实践运用过程中得到了人们的广泛关注和认可。近年来,对于飞轮储能技术的开发和利用一直在进行,人们发现利用积木式的组合能够使得飞轮储能技术的效率更高,充放电效率提高。
1.2超导储能系统
在实际工作过程中,超导储能系统相比飞轮储能系统具有一定的差异性。它是将电能转变为磁场能量进行有效的存储,当相关人员要进行使用时则再次转变为电能。超导储能技术作为一种新型技术,能够对电能进行长时间的有效存储,并且在转化过程中将能量损耗降低到最低,从而提高了能量使用效率。在将磁场能量进行电能的输出时,其转化效率及速度极快。从一定意义上来讲,超导储能系统的能量转化效率大约在95%左右。超导储能系统的主要应用优势在于具有良好的动态性,能够对系统指令做出极快的反应,因此其在社会领域中的运用十分广泛,能够在很大程度上提高系统的稳定性,运用于输配电工程等等。
1.3蓄电池储能技术
从一定意义上来讲,蓄电池储能技术应当是最早的储能技术手段之一,经过长期的探究和摸索,在生活中得到了一定的实际应用。长期以来,相关学者对于蓄电池的储能技术研究较多,随着其容量的不断扩大,存储容量也进一步得到
了提升和发展。蓄电池储能技术已经逐渐成为了人们日常生活中不可或缺的部分。
第一,铅酸蓄电池作为当前蓄电池的主要类型,其主要容量为20MW,是蓄电池初期发展的上百倍。铅酸电池是当前风力发电技术中较为常见的一种,其制作成本较低,可靠性高,对于存储环境的要求并不是很高。但是蓄电池储能技术仍存在一定的缺陷,例如蓄电池的寿命达到一定期限时就会失去用途,但是在进行降解的过程中无法实现无公害化处理,从而污染环境;第二,镍氢电池最早运用于2008年,国家首都北京是首先利用镍氢蓄电池作为混合电动车的核心部分的地区。但是在实际运用中,其能量的转化及相关密度与周边环境息息相关。在放电时,如果电流较小其能量密度会高于80kWh/kg,但当电流较大时,其密度则会降为40kWh/kg;第三,对于铿离子电池而言,其制作周期较长,工艺复杂,极易受到环境的影响,无法适应风力发电的实际环境以及相关需求,在风力发电中并没有得到广泛的运用;第四,对于全巩液流电池而言,主要运用化学反应将电解液与汞进行相互作用,导致电极的表面发生氧化还原反应,从而实现充放电。由于全巩液流电池成本低、效率高,已经逐渐成为了当前相关学者研究的主要内容,并且在实际生活中获得了一定的成效。
1.4超级电容器储能技术
超级电容器储能技术相比于其他技术,能够提供的脉冲功率更大。在对电容器进行充电的过程中,电极表面的离子不断吸引异性离子,双方之间的吸引力相互作用,从而依附在电极的表面,形成双电层电容。超级电容器储能技术由于脉冲功率较大,一般都运用于电力系统中质量高峰值功率场所中。一旦电容负荷过大,导致电压跌落,超级电容器储能技术就能立即放电,增强电压,从而实现稳定供电。超级电容器储能技术的优势主要在于能够快速产生稳定大量的电流,充放电的时间较短,可以多次循环进行,不会对电器造成损害。但是在实际生活中,我国对于电容储电容器储能技术的研究并不是十分顺利,起步时间短,技术落后,无法在短时期内掌握核心技术。
二、储能技术在风力发电系统中的应用
随着社会经济的飞速发展,各行业的发展也极为迅速,尤其是在能源的使用上消耗也越来越大,能源的开发也将受到能源公司的重视,风力发电是能源公司发展的重要组成部分,应将取之不尽用之不竭的风能的作用充分地发挥出来,将其转换为电能源,不仅可以为民众提供更多的电力能源,同时也有利于能源公司的可持续发展。当然在电能生产之后,为了保证电能的可持续使用,应充分运用储能技术对电能进行储备。通过以上的分析我们了解到,当前储能技术多样化,而每种储能技术都有着各自的优势,当然,在使用中也有着一定的要求,风力发電系统在应用这些储能技术的过程中,应从储能技术的成熟型、储能技术应用的成本、环境条件、额定功率、桥接时间等相关因素进行分析,同时,还应考虑到对电能质量的管理等,综合分析来选择最佳的储能技术。
例如,在将超级电容器储能、超导储能等应用在风力发电系统中之后,能够保证风电场输出电压的平稳性,而且,在外部电网发生故障的情况下,储能技术能够在最短的时间内提供电压的支撑,从而有效地保证电网运行的平稳性。此外,风力发电系统中应结合系统的实际运行情况,采用多种储能技术混合进行储能,达到相互促进的作用,对提升风力发电系统的运行效率有着极大的帮助,因此,能源公司应重视风力发电系统运行过程中储能技术的应用,结合自身的实际发展情况选用合理的储能技术,以此来提升风力发电系统的运行效率,为能源公司的可持续发展打下夯实的基础。
三、结束语
中国风电行业发展迅猛,同时也改变了世界风电格局,成为全球风电产业新的“风向标”。储能技术在风力发电系统中的应用具有广阔的前景。因此我国需要在今后加强对储能技术的研究力度,掌握自主知识产权,这样才能够实现对储能技术的广泛使用。政府也应当制定相应的政策支持,鼓励电力企业对储能技术进行研究,努力在混合式储能技术研究中占据优势地位,为我国电力系统安全高效运行提供新的技术支持。
参考文献:
[1]丛晶,宋坤,鲁海威,等.新能源电力系统中的储能技术研究综述[J].电工电能新技术,2014,33(03):53-59.
[2]程道平.智能电网中储能技术及其容量合理配置分析[J].供用电,2012,29(05):1-7.
[3]杨苹,马艺玮.储能技术在风力发电中的应用[J].系统科学与数学,2012,32(04):410-417.
关键词:储能技术;风力发电;系统
一、储能技术的分类概述及其基本特点
1.1飞轮储能系统
所谓飞轮储能,主要是通过对电动机的运用实现飞轮的高速运转,从而将电能转化为动能,进行有效的存储和管理,在需要对其进行使用时,再用飞轮带动发电机进行对外发电。根据相关的实践调查研究我们可以看出,为了有效降低飞轮储能所造成的损耗,越来越多的企业和单位开始运用超导磁悬浮技术,运用复合型材料不断提高储能的密度,降低整体系统的重量和体积。从一定意义上来讲,要充分发挥出飞轮储能系统的作用和价值,必须使用一些性能较好的材料以及电子变流技术。相关数据表明,飞轮储能技术在进行能量转化的过程中能够实现的转换效率大约在90%左右。飞轮储能系统的优势在于不会对周边环境造成污染,可以随时随地,不限次数的进行充电放电,维修保养便利等等,在实践运用过程中得到了人们的广泛关注和认可。近年来,对于飞轮储能技术的开发和利用一直在进行,人们发现利用积木式的组合能够使得飞轮储能技术的效率更高,充放电效率提高。
1.2超导储能系统
在实际工作过程中,超导储能系统相比飞轮储能系统具有一定的差异性。它是将电能转变为磁场能量进行有效的存储,当相关人员要进行使用时则再次转变为电能。超导储能技术作为一种新型技术,能够对电能进行长时间的有效存储,并且在转化过程中将能量损耗降低到最低,从而提高了能量使用效率。在将磁场能量进行电能的输出时,其转化效率及速度极快。从一定意义上来讲,超导储能系统的能量转化效率大约在95%左右。超导储能系统的主要应用优势在于具有良好的动态性,能够对系统指令做出极快的反应,因此其在社会领域中的运用十分广泛,能够在很大程度上提高系统的稳定性,运用于输配电工程等等。
1.3蓄电池储能技术
从一定意义上来讲,蓄电池储能技术应当是最早的储能技术手段之一,经过长期的探究和摸索,在生活中得到了一定的实际应用。长期以来,相关学者对于蓄电池的储能技术研究较多,随着其容量的不断扩大,存储容量也进一步得到
了提升和发展。蓄电池储能技术已经逐渐成为了人们日常生活中不可或缺的部分。
第一,铅酸蓄电池作为当前蓄电池的主要类型,其主要容量为20MW,是蓄电池初期发展的上百倍。铅酸电池是当前风力发电技术中较为常见的一种,其制作成本较低,可靠性高,对于存储环境的要求并不是很高。但是蓄电池储能技术仍存在一定的缺陷,例如蓄电池的寿命达到一定期限时就会失去用途,但是在进行降解的过程中无法实现无公害化处理,从而污染环境;第二,镍氢电池最早运用于2008年,国家首都北京是首先利用镍氢蓄电池作为混合电动车的核心部分的地区。但是在实际运用中,其能量的转化及相关密度与周边环境息息相关。在放电时,如果电流较小其能量密度会高于80kWh/kg,但当电流较大时,其密度则会降为40kWh/kg;第三,对于铿离子电池而言,其制作周期较长,工艺复杂,极易受到环境的影响,无法适应风力发电的实际环境以及相关需求,在风力发电中并没有得到广泛的运用;第四,对于全巩液流电池而言,主要运用化学反应将电解液与汞进行相互作用,导致电极的表面发生氧化还原反应,从而实现充放电。由于全巩液流电池成本低、效率高,已经逐渐成为了当前相关学者研究的主要内容,并且在实际生活中获得了一定的成效。
1.4超级电容器储能技术
超级电容器储能技术相比于其他技术,能够提供的脉冲功率更大。在对电容器进行充电的过程中,电极表面的离子不断吸引异性离子,双方之间的吸引力相互作用,从而依附在电极的表面,形成双电层电容。超级电容器储能技术由于脉冲功率较大,一般都运用于电力系统中质量高峰值功率场所中。一旦电容负荷过大,导致电压跌落,超级电容器储能技术就能立即放电,增强电压,从而实现稳定供电。超级电容器储能技术的优势主要在于能够快速产生稳定大量的电流,充放电的时间较短,可以多次循环进行,不会对电器造成损害。但是在实际生活中,我国对于电容储电容器储能技术的研究并不是十分顺利,起步时间短,技术落后,无法在短时期内掌握核心技术。
二、储能技术在风力发电系统中的应用
随着社会经济的飞速发展,各行业的发展也极为迅速,尤其是在能源的使用上消耗也越来越大,能源的开发也将受到能源公司的重视,风力发电是能源公司发展的重要组成部分,应将取之不尽用之不竭的风能的作用充分地发挥出来,将其转换为电能源,不仅可以为民众提供更多的电力能源,同时也有利于能源公司的可持续发展。当然在电能生产之后,为了保证电能的可持续使用,应充分运用储能技术对电能进行储备。通过以上的分析我们了解到,当前储能技术多样化,而每种储能技术都有着各自的优势,当然,在使用中也有着一定的要求,风力发電系统在应用这些储能技术的过程中,应从储能技术的成熟型、储能技术应用的成本、环境条件、额定功率、桥接时间等相关因素进行分析,同时,还应考虑到对电能质量的管理等,综合分析来选择最佳的储能技术。
例如,在将超级电容器储能、超导储能等应用在风力发电系统中之后,能够保证风电场输出电压的平稳性,而且,在外部电网发生故障的情况下,储能技术能够在最短的时间内提供电压的支撑,从而有效地保证电网运行的平稳性。此外,风力发电系统中应结合系统的实际运行情况,采用多种储能技术混合进行储能,达到相互促进的作用,对提升风力发电系统的运行效率有着极大的帮助,因此,能源公司应重视风力发电系统运行过程中储能技术的应用,结合自身的实际发展情况选用合理的储能技术,以此来提升风力发电系统的运行效率,为能源公司的可持续发展打下夯实的基础。
三、结束语
中国风电行业发展迅猛,同时也改变了世界风电格局,成为全球风电产业新的“风向标”。储能技术在风力发电系统中的应用具有广阔的前景。因此我国需要在今后加强对储能技术的研究力度,掌握自主知识产权,这样才能够实现对储能技术的广泛使用。政府也应当制定相应的政策支持,鼓励电力企业对储能技术进行研究,努力在混合式储能技术研究中占据优势地位,为我国电力系统安全高效运行提供新的技术支持。
参考文献:
[1]丛晶,宋坤,鲁海威,等.新能源电力系统中的储能技术研究综述[J].电工电能新技术,2014,33(03):53-59.
[2]程道平.智能电网中储能技术及其容量合理配置分析[J].供用电,2012,29(05):1-7.
[3]杨苹,马艺玮.储能技术在风力发电中的应用[J].系统科学与数学,2012,32(04):410-417.