新能源發(fā)電的儲能技術(shù)

標(biāo)簽：新能源發(fā)電 儲能技術(shù)

摘要：結(jié)合國內(nèi)外各種新能源發(fā)電狀況，介紹目前應(yīng)用于新能源發(fā)電系統(tǒng)中的各種儲能技術(shù)。

由于風(fēng)能、太陽能、海洋能等多種新能源發(fā)電受到氣候和天氣影響，發(fā)電功率難以保證平穩(wěn)，而我們知道電力系統(tǒng)要求是供需一致，電能消耗和發(fā)電量相等，一旦這平衡遭到破壞，輕則電能質(zhì)量惡化，造成頻率和電壓不穩(wěn)，重則引發(fā)停電事故，為了解決這一問題，在風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電或者太陽能熱發(fā)電等新能源發(fā)電設(shè)備中都配備有儲能裝置，在電力充沛時，多余電力可以儲存起來，在晚上、弱風(fēng)或者超大風(fēng)發(fā)電機組停運或者停運機組過多，發(fā)電量不足的時候釋放出來以滿足負荷需求。

1 蓄電池

蓄電池有著漫長的歷史。鉛酸蓄電池是最老也是最成熟的，可組成蓄電池組來提高容量，優(yōu)點是成本低，缺點是電池壽命比較短。此后各種新型蓄電池相繼研發(fā)成功，并逐漸應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。蓄電池儲能得到廣泛應(yīng)用。風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電中，由于發(fā)電受季節(jié)、氣候影響大，發(fā)電功率隨機性大，蓄電池是必備的儲能裝置。

2 抽水儲能電站

在電力系統(tǒng)中，用抽水儲能電站來大規(guī)模解決負荷峰谷差。在技術(shù)上成熟可靠，容量僅受到水庫容量的限制。抽水儲能是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種儲能技術(shù)。抽水儲能必須具有上下水庫，利用電力系統(tǒng)中多余的電能、把下水庫(下池)的水抽到上水庫(上池)內(nèi)，以位能的的方式蓄能;現(xiàn)在抽水儲能電站的能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)提高到了75%以上。

除蓄電池和抽水儲能電站這些儲能方式，新發(fā)展起來的有超導(dǎo)儲能、飛輪儲能、超級電容器儲能、氫儲能等。

3 超導(dǎo)儲能

超導(dǎo)儲能系統(tǒng)(SMES)利用由超導(dǎo)線制成的線圈，將電網(wǎng)供電勵磁產(chǎn)生的磁場能量儲存起來，在需要的時候再將儲存的電能釋放回電網(wǎng)或作為它用，超導(dǎo)儲能主要受到運行環(huán)境的影響，即使是高溫超導(dǎo)體也需要運行在液氮的溫度下，目前技術(shù)還有待突破。文獻[1]建立了超導(dǎo)儲能裝置在暫態(tài)電壓穩(wěn)定性分析中的簡化數(shù)學(xué)模型，仿真結(jié)果表明，超導(dǎo)儲能裝置安裝在動態(tài)負荷處，采用無功-電壓控制方式能夠有效地提高系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。

4 飛輪儲能

飛輪儲能是一個被人們普遍看好的大規(guī)模儲能手段，主要源于三個技術(shù)點的突破，一是高溫超導(dǎo)磁懸浮方面的發(fā)展，使磁懸浮軸承成為可能，這樣可以讓摩擦阻力減到很小，能很好地實現(xiàn)儲能供能;二是高強度材料的出現(xiàn)，使飛輪能以更高的速度旋轉(zhuǎn)，儲存更多的能量;三是電力電子技術(shù)的進步，使能量轉(zhuǎn)換，頻率控制能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運行的要求。文獻[2]驗證了飛輪儲能裝置的有效性，可以對電壓和波形質(zhì)量進行嚴(yán)格的監(jiān)視和控制。文獻[3]提出了用于電力系統(tǒng)的飛輪儲能系統(tǒng)基本構(gòu)成方式，并采用四階龍格庫塔方法對其進行了仿真計算。成功進行了飛輪儲能系統(tǒng)加速儲能實驗以及飛輪儲能系統(tǒng)與電力系統(tǒng)同步運行控制試驗，為研制大容量飛輪儲能系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。