新能源电力系统中的储能技术探讨

江燕

摘  要：面对日益严峻的能源危机和环境污染问题，电力企业越来越重视可再生能源的利用，希望通过新能源系统来解决电能损耗等问题。新能源由于其间歇性、随机性等特点，在实际应用中存在着诸多问题。为此，企业应加强研究，更新和优化技术体系，提高新能源利用率。

关键词：新能源电力系统;储能技术;安全性

前言

电力系统作为一种新的能源供应方式，可以促进电力工业的发展，既能保证电能供应的可靠性和安全性，又能减轻损耗问题带来的不利影响，有利于电力工业的长期发展。文章以新能源电力系统储能技术为重点进行分析探讨，希望对行业发展、社会经济有一定的帮助。

1储能技术分类

可将电能转化为各种用途的能量，电能转化后可与各种装置或结构相连，以达到一定的储能效果。按能量的储存和转化方式，可分为储能、相变电池、机械储能和电化学储能。机械能量储存包括抽水能量储存、飞轮能量储存和压缩空气能量储存。电化学能量储存包括流量储存、硫钠储存和铅酸储存。相变储能是指蓄热体在相变的作用下，吸收并释放大量的热能，根据季节提供相应的热量供应，如建设暖通空调系统，这样就实现了能量的科学转化，在保证室内舒适性的同时，降低能耗，减少环境污染。其中，超导电储能和超级电容储能是两种主要的储能形式。

2储能技术在新能源电力系统中重要性

电网作为当今电能的重要供给系统，被广泛应用于各个领域，而将新能源应用于电力系统，可以在保证电能供给的基础上，减少对能源的浪费和污染。但是要提高新能源的利用率，就必须科学地应用储能技术。在新能源电力系统中，储能技术的作用可以归纳为以下几点：

（1）对大型风力发电系统而言，由于其本身存在较大的不稳定性，常常会造成系统运行电压不稳定，而利用储能技术可以很好地控制不稳定因素。运用储能技术，可科学地调节系统容量和储能电源，保证风电系统的稳定运行。

（2）应用储能技术，可实现风电机组在电力系统运行中的低电压穿越，维持风电机组设备的稳定运行，提高机电设备的响应效率，保证系统运行的安全性。利用储能技术，还可以吸收运行中的多余能量，将其转化为电能，达到节能的目的。

（3）储能技术的应用充分考虑了电力系统的经济性，可以对风电的波峰波谷进行控制，减少不必要的成本损失。

3新能源电力系统中的储能技术

3.1物理储能技术

能量储存技术主要有抽水储存、压缩空气储存和飞轮储存三种形式。在这些能源中，抽水蓄能是目前使用最广泛和规模最大的能源储存方式，具有成本低、用水量大、能耗低等特点。在实际应用中，需要上游和下游分别建库，用电机泵抽水，完成电能转换流程。抽蓄能量技术是一种直接将电能转换为重力势能，实现发电的方法，整个过程能量转换可达七成以上，损耗相对较小。压缩机储能方式也是目前比较常用的储能方式之一，它是针对负荷地域波谷情况，进行能量存储，以维持电力供应的一种方式。本发明采用高压密封的方法，在矿井、储气罐、储气井等区域储存空气，当负荷达到高峰时，利用汽轮机释放压缩空气，实现发电。而且转换的电能可以超过75%。

3.2化学储能技术

化工储能技术是利用电池介质，通过内部化学反应，预先储存和释放能量的一种方法，主要是将电能附着在不同类型的电池上，达到储能的目的。现在常用的化学储能电池主要有锂电池、钠硫电池、液流电池和金属空气电池。

而锂电池使用最为广泛，电能转换与存储效率高，连接方式多样，应用广泛，是新能源系统的重要组成部分。用电解液循环方式实现了电能供应，具有灵活、蓄放灵活、安全实用、电能转换效率高等特点，但液流电池使用成本高，技术要求高，普及度低。

金属空气电池是一种新型绿色材料电池，其结构包括由氧气构成的正极、金属活化阴极、碱性电解液等，借助于电化学法可产生电能。金属空气电池具有优良的储能性能，电池能量比铅酸电池高8-10倍，同时原料绿色环保，在新能源电力系统中具有良好的应用前景。

3.3电磁储能技术

电磁式储能技术是把电能转化为电磁式储存磁场的方法，它分为超导储能和超级电容储能两种。后者是利用超导体制形成的线圈来实现电磁能量的转换和存储，具有转换效率高、速度快、功率损耗小等特点，可以提高新能源电力系统的能量转换效率，增强功率补偿效应。是保证电力系统稳定运行，提高供电质量的一项重要措施。

新能源储能设备是近年来才出现的，它与传统储能设备的不同之处在于，储能设备的容量和密度明显增加，受温度变化因素影响较小，寿命较长，而且功率大，对环境的威胁较小。超电容的工作原理是通过电极与电解质形成双界面来储存能量，电极与电解质接触产生稳定的双层电荷，电容器相当于电解质中的两块无活性的多孔板，当电压加载到多孔板上时，电解质中的离子发生定向移动，形成双电层电容器。

3.4相变储能技术

相变储能技术是一种利用相变材料进行能量转换和储存的重要方法。相位变化材料本身具有一定的特殊性，在恒温条件下，可以通过改变材料的相态来吸收和释放热能，完成能量的储存。此外，相变材料本身的温度变化和物理状态不同，所产生的吸收和释放热能的情况也不同，这就是为什么相变材料广泛应用于新能源电力系统的原因。

常见的相变材料主要有无机相变、有机相变和复合相变等。聚氨酯材料是以结晶盐和金属材料为原料，通过不同的加工工艺和成分组成不同的相变材料。有机PCM中除基质外，还含有蜡，醋酸和有机物。负荷电容法是一种将传统材料和新材料相结合的新技术，它具有良好的综合性能和稳定性，对新能源电力系统的推广应用具有积极的意义。

结语

通过以上分析，使相关人员对电力系统新能源储能技术有了更多的了解，充分把握各种储能技术特点的优势，加大研究力度，不断提高技术水平，扩大新能源电力系统的应用范围。对中国的各项事业都有很大贡献。

参考文献

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