多重应用场景下的新能源电力系统储能技术

裴淼

国华（江西）新能源有限责任公司 江西 南昌 330006

传统的储能系统，整体类型较为单一，并且储能方式没有得到有效创新，电化学储能就成为了最为重要的储能形式之一。但现阶段，我国储能技术得到了全面的发展，电力系统中逐渐融入了类型差异化的储能系统，并且在电力系统当中起到了重要作用。现阶段，新能源与可再生能源成为电力系统的主要能源动力，在储存技术中，技术的路线较为单一，所以在多重场景应用中存在问题，所以工作人员必须全面分析储能技术优势，为新能源系统提供技术保障，使我国电力系统发展能够全面顺应时代潮流。

1 储能技术的重要意义

1.1 符合新的电力能源结构变革

“双碳”主要包含了碳达峰以及碳中和两部分内容，“双碳”目标的普及，推动着我国新能源发展结构的整体变化。为了全面满足“双碳”的现实目标，传统的能源结构主要以化石能源作为核心体系，并且该体系将在未来被新能源所替代，比如生活中常见的风力、潮汐、光电、地热等等，新能源的发展对于可持续发展理念的落实具有重要影响，也是推动国家绿色发展的基础与保障。新能源具有两大特点，即为随机性以及波动性，所以在新能源发展过程中，势必面临着一定挑战，只有针对新能源特点进行全面分析，保障可能技术能够全面满足新时期电力能源结构变革，才能够确保可持续发展理念的贯彻落实，使其成为推动电力行业长远发展的重要保障[1]。储能技术是电力系统创新中需要重点考虑的技术类型之一，技术人员需要针对电力系统具体情况进行技术应用稳定性分析，储能作为弹性资源，针对供电过程中存在的部分问题能够进行有效解决，比如新能源系统规模扩大导致稳定性存在隐患问题，对于电力系统而言，储能技术的应用也是拓展新能源吸纳容量的重要手段。

1.2 电力系统容量资源的进一步限制

随着社会的发展，各领域对于电力资源需求量日益扩大，电力负荷也随之加重，所以电力系统面临着一系列问题，只有有效扩展实际需求，才能够保障电力输送、变电、配电等环节的安全性与稳定性，全面提升电力资源品质。随着国家的现代化建设，土地资源越发紧张，所以相关建设征收实际操作越发困难，并且对于环境也提出了更高的要求，因此诸多矛盾在该背景下充分显现，比如传统电力系统过分依赖线路、变电站等等内容扩大电容量，导致矛盾升级，所存在的实际差距也不断提升。储能系统具有可调节性，属于十分灵活的资源类型，并且对于改善负荷峰值具有十分重要的作用，不仅能够有效减少电容量与负荷之间存在的矛盾差异性，还能够全面保障电力资源输送过程中的整体品质。所以技术人员必须全面保障储能的负荷性能，确保电力资源容量以及技术应用效率的稳步提升。

1.3 能够满足更高的用电质量需求

现阶段，国家对于电力行业以及电力资源相关工作拥有明确规定，改革委员会针对用电环境进行了优化倡导，所以在技术应用过程中必须保障供电的整体安全性，确保电力资源品质能够满足生活以及生产需求[2]。随着我国现代化建设发展，精密制造业也得到了助力，一定程度上带动着电力行业的整体进步，但随之而来的问题是，各领域以及各行业对于电力资源品质拥有了更高的追求，新能源储备技术的有效应用，不仅能够推动电力系统高效工作，还能够全面保障供电可靠性，最大程度上减少电力输送环节中可能存在的安全隐患问题，还能够一定程度上保障用电效率与品质，让电力资源全面满足不同的用电需求，推动我国电力行业长久稳定发展。

2 储能技术的方式

2.1 飞轮储能方式

飞轮储能的原理是利用旋转体旋转过程中产生的动能，经过能量转化，将动能变为储能，飞轮储能的电力资源释放必须有动能的参与，通过动能将旋转过程中释放的能量进行电能转换，在该环节中，技术人员需要注重飞轮速度，确保电极驱动带来的实际作用，保障飞轮储能的有效应用。想要发挥出飞轮储能方式的实际作用，就必须针对环境进行合理控制，真空环境对于风力具有影响，并且还能够有效降低动能在转换过程中的损耗，全面保障了飞轮储能系统的速度与效率，极大程度上延长了系统的运行时间。但飞轮储能系统也存在一定缺陷，比如在系统维护过程中，电力企业需要投入大量资金进行设备系统的维护，对于企业经济效益最大化具有一定影响。

2.2 抽水储能方式

现阶段，抽水储能方式在我国储能技术中占有重要地位，与其他储能技术方式相比，抽水储能技术在我国应用时间较长，整体技术应用趋于成熟，技术人员对于抽水储能方式的掌握更加全面，并且能够保障抽水储能工作的高效开展，我国许多地区已经普及抽水储能方式，效果显著[3]。抽水储能方式的有效运用，需要工作人员在堤坝上游进行水库建设，并且还需要针对下游水库进行协调。当电力负荷压力低于标准水平时，工作人员需要利用抽水装置进行抽水工作，将下游水库中的水资源调动至上游水库当中，以此实现抽水储能方式的有效开展。相反情况下，一旦电力负荷压力高于标准时，工作人员就需要利用上游水库进行发电，在这种情况下的能量转化效率较低，整体转换概率通常只能达到75%左右，并且实际操作过程复杂，工作过程中还需要面临一系列问题。总而言之，水库的建设选址对于抽水储能工作的开展具有直接影响，水库的建设不是一日之功，所以想要确保抽水储能方式的合理应用，就必须重视水库建设工作，并且该手段的操作过程较为复杂，水资源上下游调度难度较大，并且该方式不适用于全部地区，所以无法进行大面积推广使用。就现阶段抽水储能工作而言，工程选址以及电力输送的环境要求较高，地形地貌也是影响电力资源生产传输的重要因素之一，不适宜的地形地貌直接导致着电力资源传输过程中的浪费与消耗，不利于电力系统长久发展。

2.3 压缩空气储能方式

压缩空气储能方式的实际应用，相较于其他技术而言局限性较小，所以在我国电力系统当中具有良好的发展前景，能够在一定范围内得到大规模推广使用。压缩空气储能方式的主要原理是将日常多余的电力资源进行储存，当出现电力负荷过低的情况，工作人员就能够利用压缩空气储能技术实现空气的压缩，当电力负荷过大时，工作人员就能够将提前储存的压缩空气进行示范，以此实现汽轮机的运作，保障汽轮机能够继续进行发电工作，全面保障供电系统的正常运行。压缩空气储能方式特点诸多，不仅工作效率能够得到有效提升，并且整体使用年限还能够得到提高，且储能效率快，通常转化工作能够实现70%以上。但压缩空气储能方式涉及诸多系统细节，并且工作人员还需要针对电力峰值进行全面分析，除此之外还需要充分考虑当地的自然环境以及气候变化问题。

2.4 电化学储能方式

电化学储能方式顾名思义，就是利用化学性质进行储能工作，储能环节涉及诸多类型各异的电池，比如常见的钠硫电池、铅酸电池等等，不同电池的化学性质存在显著差异性，在具体选择上需要工作人员进行全面分析。在不同类型的电池中，铅酸电池是十分常见的电池种类之一，不仅在电化学储能中得到了十分广泛的应用，并且储能类型综合性较强。电化学储能方式的有效应用，能够极大程度上提高电容量，工作人员能够利用串并联等方式进行电池排序组合。但就实际情况而言，电化学储能方式的应用也存在一定缺陷，比如电池使用寿命较短，一旦电池使用达到上限，废弃电池很难进行处理，十分容易造成环境污染等一系列问题，不利于可持续发展理念的贯彻落实[4]。现阶段，相关领域对于电化学储能技术的研究项目越来越多，尤其是近几年，电化学储能技术的优势逐渐展现，不仅体积小、灵活性高，更方便进行分布式开发，有效降低能源消耗的同时减小负荷峰值导致的一系列问题，所以在我国拥有较好的发展前景。

2.5 超级电容储能方式

超级电容储能方式就是利用电化学双电层理论，针对电容储能进行了深度剖析，属于新型储能手段之一，在我国应用时间较短。超级电容储能方式的有效应用，能够为电力系统提供脉冲功率，当电击表面达到理想状态时，极化反应就会返回实际作用，电解质中的异性离子会被电荷所吸引，从而投入到工作状态当中。在超级电容储能方式的应用中，异性电子与电极会产生一定关系，电子始终吸附于电极表面，从而达到一种双层电容状态。在具体应用过程中，超级电容储能技术通常被运用于时间较短的高峰值、高功率场景下，不仅能够有效稳定电荷负载，还能够起到降低电压、防止干扰的实际作用。

2.6 超导储能方式

超导储能方式就是利用超导体组成线圈，通过磁场作用进行能力的储存，这样一个能力转化过程就是超导储存方式的表现。超导储存方式的应用，能够在功率传输的过程中针对能量进行不断转化，整体包含容积较大，所以转化速度较快，并且还能实现功率补偿，全面保障了能量转换过程中的利用率。科学有效的超导储存方式的应用，不仅能够针对频率进行有效调节，还能够全面实现功率补偿作用，有效保障了高功率运行过程中的稳定性，全面保障了电力系统的稳定发展。

3 储能技术定位

储能技术在电力系统中的有效应用，能够全面实现电能之间的有效转化，还能够将电力资源进行有效储存，不仅能够全面解决新能源应用过程中存在的随机性已经波动性问题，还能够平衡新能源与电力系统之间的功率矛盾问题。储能系统属于灵活调节资源，所以在储能技术应用过程中，工作人员需要控制好功率尺度的调节，并且需要针对电力系统与新能源存在的矛盾冲突进行合理分析，确保储能系统的电力存储能力，全面满足电力系统运行的实际需求。技术人员需要针对不同类型的储能技术进行科学选择以及合理分析，并且还需要针对储能技术的不同类型进行充分考量，其中包含技术的核心参数、指标等内容，细节方面需要考虑到功率问题、续航时间、转化效率等内容。工作人员想要全面掌握以上内容，就需要进行多重应用场景模拟，以下针对具体模拟状况进行系统分析。首先是在传统的储能工艺路线中，具体内容包含飞轮以及超级电容储能设备，这种情况下需要要求设备拥有较快的反应能力，为电力系统运行提供额外的调频，保障新能源电力系统运行中的稳定性。在具体的场景应用中，为了有效解决新能源中存在的功率波动问题，全面保障配电设备的整体效率，必须重视存储设备反应速度问题，让设备能够更好地处理电荷与电力资源转换。现阶段，最具有代表性的就是锂电池化学反应的使用。技术人员需要针对大型电网充气峰值、负荷调节等内容进行全面分析，保障大功率、大容量、长存储时间，为多重应用场景的有效使用提供基础保障。新能源电力系统的储能技术有效应用需要储能系统具有较高的吞吐量、良好的使用寿命以及良好的资源环境特点，因此结合现有的储能技术路线，提出电化学储能和超容量相结合的组合储能的应用方案，满足大功率、大功率需求是必要的。

4 多重应用场景下新能源电力系统的储能拓扑结构

新能源电力系统储能技术作为接收波动特征的能源类型，在储能过程中必须有效分解浮动上下的功率值，并且还需要保障存储的能源能够全面满足电能一系列工作的实际需求，除此之外，技术人员还需要确保储能技术能够被用于多重场景当中，所以必须针对储能拓扑结构进行科学分析，设计出拥有超级电容的锂电池储能技术，为电力系统稳定运行提供全面的保障，确保大功率、高性能的技术应用模式。创新型的储能技术设计，其中包含着锂电池以及超级电容两大部分，为了全面保障电池的整体协调性，设计人员需要针对结构设计进行科学分析，将涉及重点置于分布式拓扑结构当中，以此保障技术创新的科学性以及有效性[5]。想要将新能源电力系统储能技术有效应用于多重场景当中，就必须考虑到能量转换这一关键性问题，所以在设计过程中，设计人员能够将能量转化过程分为新能源电机、储能、释放三大阶段。技术人员需要针对能量守恒定律进行思考，并根据电力系统的具体能量转化情况进行针对性分析，确保新能源电机能够为多场景下的新能源电力系统储能技术应用提供基础设备保障。其次，技术人员还需要针对多重场景的不同需求进行全面分析，针对压缩电能进行最大份额的有效计算，确保储能技术能够在多重场景中起到实际作用。最后，设计人员需要针对储能装置的能量释放给予重视，科学合理利用高压空气，确保电能的有效释放。通过三大阶段的整体创新，全面保障新能源电力系统能源之间的有效转换，保障技术应用效果。

5 结束语

综上所述，我国新能源电力系统储能技术在多重场景应用中还存在部分问题，技术人员需要全面掌握储能技术的实际意义，并针对现阶段常见的储能方式进行全面分析，确保储能方式的合理选择，保障技术应用的有效性。在此基础上，设计人员需要全面分析储能技术的具体定位，并有效加强新能源电力系统的储能拓扑结构设计，为电力系统的高效稳定运行提供坚实保障，全面推动我国新能源市场的整体发展，促进可持续发展理念的全面落实。