关于新能源电力系统中的储能技术的相关研究

何佳 余传建

【摘  要】新能源电力系统属于依靠风能、太阳能等自然能源实施发电的，一般都是可再生的能源，采用这种能量可以有效地转换电能，并避免能源压力过大的情况发生。对于储能技术来说，其属于保护新能源电力系统的关键技术，只有确保具有充足的能源，才能保证新能源电力系统的正常运行。因此本文就对新能源电力系统中的储能技术进行了详细的研究，先阐述新能源电力系统中储能技术的作用，然后再具体研究每一项储能技术的相关内容，使我们更加了解新能源电力系统的储能技术，促进我国技术更加的完善和发展。

【关键词】新能源电力系统;储能技术;相关研究

新能源电力系统的开发属于人们不断钻研新能源和可再生能源的成果，这在电力供应系统今后的发展过程中必然会变得越来越重要，最终具有不可撼动的地位。不过，从目前新能源电力系统的发展来看，还是不成熟、不完善，还具有许多的问题影响着电力系统的稳定性和连续性，因此这就很大程度上抑制了新能源电力系统的发展，所以必须探究新能源电力系统的储能技术，以避免由于新能源电力系统的运行不平稳、不连续而导致的故障，同时扩大新能源电力系统的使用规模和使用范围。

一、现阶段新能源电力系统中储能技术的应用现状

新能源电力系统是通过风能以及太阳能等自然资源展开发电的，其和传统的火力发电、水力发电都不相同，新能源电力系统更加的环保、节能。不过现阶段我国新能源电力系统的使用和技术均不太完善，仍具有很多的技术问题存在，使得电力系统的运行过程没法保证完全的稳定和连续，因此就必须借助储能技术来降低能源的无效损失，以加强能源的使用程度，并增强新能源电力系统的运行安全和稳定，从而促进新能源电力系统的全面建设和发展。将储能技术应用于新能源电力系统当中，不仅可以有效降低电力在高峰阶段所导致的电力负荷，而且还能够充分延长电力系统设施的使用寿命，以免因为超负荷运行而造成电力设施受到损坏，降低电力系统异常现象的发生，充分提升新能源电力系统的运行质量和效率，符合人们对电力能源日渐加大的需求。

二、对新能源电力系统中各个储能技术的相关研究

现阶段新能源电力系统的储能技术包括四种，分别为：物理储能技术、化学储能技术、电磁储能技术以及相变储能技术。

（一）物理储能技术

物理储能技术是如今最为常见的一种新能源电力系统储能技术，还可以将其细分为三种技术，分别为：抽水储能技术、压缩空气储能技术以及飞轮储能技术。首先，抽水储能技术。此技术属于通过低谷电价来完成电力能源存储的技术，此技术也是现阶段使用最多，而且最为成熟的一种储能技术，其优点极其的多，不仅能够大范围的储能，而且其运行的成本非常低，水资源的消耗量又小，同时储存的能源功率非常多。通常使用此技术必须在河流的上游和下游分别配置一个水库，以提高波谷负荷的蓄能技术，使电动机一直保持在运行的状态中，把下游水库里的水抽入，等到了上游的水库时再保存，一旦遇到波峰负荷的情况，储能技术能够使发电机保持在正常运行的状态下，充分使用上游水库里储存的水力展开发电。应用此种储能技术可以使能源达到70%以上的使用率。如果使用压缩空气的储能技术，也可以满足大范围的工业用电需求，此储能技术是在电力网络负荷波谷的情况下，借助电力能源对空气实施压缩，其运行的原理为借助高压密封的方法把空气保存，主要保持于废旧的矿洞、储气罐、废弃油井以及储气井里，当电力网络负荷高峰时期出现时，便放出之前用高压密封方法所保存的空气来转换成发电机的能量展开发电，这项技术的优点极其多，主要包括：速度快、效率高等，而且还能达到75%以上的转换率，是未来重点关注并发展的一种物理储能技术。

（二）化学储能技术

化学储能一般是借助电池进行储能，主要是因为电池的正极和负极间所发生的氧化还原反应能够实现充电和放电，再通过电力和化学两者间的转换反应实现储能，此项技术是如今使用较为广阔，而且发展较为成熟的一项新能源电力储能技术。正因为电池储能技术非常的成熟和完善，所以如今电池的种类也变得越来越多，主要为：锂电池、铅酸电池以及金属空气电池等等。化学储能技术比其他的储能技术都比较有优势，尤其体现在能源转化、电能容量、技术发展以及开发成本等方面。在众多的电池种类当中，现阶段使用性能最强的应该就是锂电池，它的能源转换率最大，通常能够超过85%，而且它的能量密度也很大。此外，还有一种较为绿色的化学储能技术，就是金属空气电池，其运行原理是把氧气当作正极，把活泼金属当作负极，把氢氧化钾、氢氧化钠以及氯化钠等物质当作其电解液，然后使氧气逐渐扩散到发生化学反应的范围中和活泼金属进行反应，进而形成电能，此技术不仅成本低，而且低碳环保、可回收，并且能够迅速充电，所以可以大力推广，不过现在还未大规模的应用。

（三）电磁储能技术

此技术属于一种电磁能和电能之间相互转换的一种储能技术，主要有两种方式，即超导磁储能和超级电容器储能。应用最多的应该就是超导磁储能技术。此技术是把超导材料制成线圈，让电力网络通过变流器实施供电，同时形成运行磁场，这种方式的能源转换率很高，大概为90%。所以这种技术的优点很多，如果超导很小，则线圈的电阻可忽略不计，因此能量损耗非常少，可长时间的供能。不过在供能的过程中，超导体线圈必须在低温的液体里进行保存，这样成本就会大，而且极其的繁琐。同时超导磁储能技术可借助新能源电力系统来控制电压和频率，以保障电力的稳定和安全，并且此技术的使用能够交换大容量的电力能源，在瞬态中增强电能的质量，在暂态中增强电能的稳定。

（四）相变储能技术

此技术主要是借助相变材料的吸热和放热功能来完成能源储存的技术，其能量的密度也非常的大，而且相变储能设备非常的简单，可以灵活运用，而且管理和应用非常的方便，主要有三种方式，即电储热技术、熔融盐储热技术和冰蓄冷技术。对于电储热技术来讲，其主要是借助水和金属的储热功能来进行使用的技术。而水热能存储技术，主要是把水当作介质来储存能源，此技术不仅管理方便，而且成本低。对于金属存储技术来讲，其是把金属当作介质来储存能源，借助金属的固体和液体间的物态反应来储存能源，其有耐高温、耐导热的优点。

三、总结

通过上述内容我们可知：现阶段新能源电力系统中的储能技术有四类，分别为：物理储能技术、化学储能技术、电磁储能技术和相变储能技术。每种技术又包括许多个不同的技术方式。如今新能源电力系统的储能技术应用非常广泛，因为其不仅能源转换率高，而且储能量大，所以发展非常快。由此可见，应该把各种不同的储能技术相调配，使调配之后的儲能技术具有更强的作用。

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