風電并網中儲能技術應用的探討

　　摘要：由于傳統的能源短缺和環境污染越來越嚴重，開發利用綠色環保的新能源已經成為全世界關注的焦點。風電技術在我國新能源的應用中發展迅速。風力發電作為一種典型的隨機間歇性和隨機性電源，在一定程度上會造成電網電壓、頻率不穩定，從而降低電能質量，影響電網的正常運行。對電網負荷造成危害，而且會造成整個電網的崩潰，給人們的生產和生活帶來巨大的損失，嚴重影響風電的發展。本文根據風力發電并網存在的問題及風電并網儲能技術的現狀，闡述了風力發電儲能技術應用研究進展，以供參考。

　　關鍵詞：風電并網;儲能技術;分析

　　隨著工業的蓬勃發展，資源被過度開發，造成能源浪費和環境污染，因此，大量能源供不應求。新能源的開發和研究是現代人需求的未來趨勢，尤其是風電資源的蓬勃發展。風力發電是一種可再生能源，不會造成污染，投資成本相對較低，收益較好，因此風電在我國其他新能源中受到高度重視和推廣。但目前風力發電也存在一些被動性，間歇性、不穩定性和不確定性，時而風電供不應求，時而資源過剩，這是風電規模化的現象，對于風電并網也會給電網系統的安全穩定性帶來威脅，因此儲能系統能有效避免風力發電的不穩定性，進而提高風電場輸出功率的穩定性和可控性，為國家能源結構做出很大的補充，改善提高了電能質量。

　　電力論文范例：海上風電安裝船的發展趨勢探討

　　1風電和儲能技術分析

　　風力發電不僅是一種綠色清潔的可再生能源，而且具有間歇性和波動性的特點。并網規模的大小將對電力系統的穩定運行產生影響。目前，我國電網的要求是立即發電和用電。它通過電網傳輸給用戶，由電器直接使用。它經歷了源網絡負載的三個階段，中間沒有存儲環境。因此，風電集中并網、平穩供電需要儲能技術的幫助。對于風電場而言，儲能對于解決風電并網問題具有重要意義。儲能系統具有動態能量吸收快、釋放及時的特點，可以有效彌補風電的不足，提高風電輸出的可控性，提高電力系統的穩定水平。目前，我國風電裝機增量規模巨大，但浪費問題仍是整個行業的痛點，因此儲能是風電投資者必須面對的問題。然而，有一個實際問題。風電完全平價后，就有了與煤電競爭的資本。但是，如果將儲能建設成本計算在內，風電銷售價格將不具競爭力。在發電側的能源市場應用模式中，儲能在經濟性上的弱勢被大大放大，這無疑將導致儲能成本與風電價格之間的博弈。當然，對于整個風電行業來說，儲能對于風電來說意義重大，它不僅可以提高風電存量資產的效率，還可以為新興市場創造空間。

　　2儲能技術發展現狀

　　現有的能源存儲技術主要有化學能源存儲、物理能源存儲、電磁能源存儲和相變能源存儲。因此，有關的能量可以儲存在一個整體中。四種儲能方式雖然在一定程度上解決了當前風電電網的儲能問題，但是，整個風電電網的未來發展，仍不能適應電力系統儲能的要求。物理儲能主要采用泵送、壓縮空氣等儲能方式。電磁儲能是磁體之間相互作用形成的能量，化學儲能主要是化學反應儲能。這些儲能方式既能加快相應的儲能速度，又具有生產成本低、穩定性好等特點。在目前階段仍然有很好的發展潛力。但是，這些能源存儲技術已經不能適應未來風電并網的系統和穩定發展。我國應繼續加強儲能技術在風力發電網中的應用研究，以期找到一種新型儲能介質，取代傳統的儲能材料，提供完整的風電系統設備基礎，不斷滿足我國城市電力需求，推動經濟繁榮。

　　3快速發展的風電對儲能技術的要求

　　作為一種清潔的可再生能源，風力發電越來越受到世界各國的重視。中國的風力資源豐富且分布廣泛，僅陸地風力資源約2.53億千瓦。近幾年我國風電并網發展迅速。截至2007年底，中國的總裝機容量大約是600萬千瓦。08年12月，我國風電裝機容量突破1000萬千瓦，位居世界第五。到2011年3月中旬，我國風力發電裝機容量達到4450萬千瓦，風力發電建設規模居世界首位。它還意味著，中國已成為一個可再生能源大國。隨著技術的逐漸成熟，盈利能力不斷提高，預計今后相當長一段時間內，中國風電等新能源發電行業將保持高速發展。

　　3.1目前我國風電建設規模居世界第一，但風電一體化問題一直制約著我國風電的健康發展。據統計，我國風電裝機已達3107萬千瓦，但仍有近三成未實現并網。這是由于風能的隨機性和間歇性，因而風電機組的出力波動較大，風電場出力可靠性較差。風力發電比重過大，會使電網的調頻調峰壓力增大，使電網遠距離傳輸的技術要求和運行費用大幅增加。因此，風電場的大規模整合也給電力系統的運行帶來了一些新的問題：1)風力發電的隨機性和不可控性，對電力系統的規劃和穩定運行提出了新的要求;

　　3.2風力發電在負荷波動特性上難以保持一致性，這使其調峰問題更加突出，對其性能和響應速度的要求也越來越高。

　　3.3風力發電機組由于風速的變化，極易引起電壓、功率波動，以及無功電壓控制和電能質量問題。風力發電的間歇性波動與實時平衡需求之間的矛盾，因此，風電并網過程中的波動需要通過常規電源和儲能系統的調節來平衡，這已經成為風電并網過程中的主要問題。但蓄水蓄能電站由于地理上的限制，并不具備普遍適用的條件，引入大容量蓄電池儲能裝置和風力發電機組相結合，彌補風力發電對電網的各種影響，是比較合適的技術選擇。從能量儲存系統到風能系統的協調，不僅可以有效減少風能對系統的影響，改善風力發電的輸出與預測的一致性，確保供電的可靠性，并可減少備用容量，提高電力系統的經濟性，提高對風力發電的接受力。

　　4儲能技術在風電并網中的應用

　　目前我國風電并網應用的儲能技術，主要是通過改變儲能介質，該項目提高了整個風電并網的工作效率，保證了風電并網系統的穩定可靠，促進了整個項目的順利運行。下面重點討論儲能技術在風電并網中的應用。

　　4.1提高風電低壓穿透力

　　當前儲能技術發展的核心是整個系統的無限穩定性，即LVRT。為解決整個風電系統的穩定性問題，需要不斷完善系統的控制策略，增加系統的硬件配置，確保系統安全可靠運行。接著，采用相應的軟件對整個系統進行實時控制和監控，并通過合理的電源配置，有效地解決了電網故障，加速整個系統的快速響應能力，確保整個系統安全運行。儲能技術可以提高整個風電系統的低電壓穿透能力，不管整個系統是否工作在正常電壓下，都能兼容整個設備。這體現了設備的優越性和兼容性。善于運用現代科學的生產設備，不斷改進整個系統的硬件設備，確保整個系統的正常運行，是保證整個技術的基礎。

　　4.2降低風電的功率波動

　　國內風電項目建設中，由于整個風電系統的輸出功率難以控制，造成整個風電系統在城市運行過程中不穩定。在一定時期內，如果整個風電一體化工程產生高電壓輸出，將導致全市電網癱瘓。隨著儲能技術的不斷完善，可對整個風電網絡的電壓和功率進行調節，從而有效地降低其功率波動。降低了風速隨機變量對整體輸出功率的負面影響。該技術主要是通過在風電網中安裝變壓器，把高壓有效地轉換成適合于城市經濟建設的直流電壓，從而保證整個電源系統的安全可靠。

　　4.3控制風電系統的運行頻率

　　隨著自然環境的變化，風力發電會產生隨機性強、不穩定的輸出功率結果。所以在風電一體化項目建設中，需要考慮系統整體安全運行環境的影響。先準確預測周圍風況，再根據相關數據分析，建設風電并網工程，保證整個風電系統頻率運行在一天之內。另外，通過改變儲能技術，可以控制整個風電系統的頻率，使風電機組能夠隨風電功率的變化而調整，它還體現了整個風能系統的調節功能。該調速功能能夠確保整個風電并網工程系統始終能提供正常、穩定的電壓，為整個城市化地區的生產裝置提供充足的電力。

　　4.4提高電力系統的穩定性

　　因此，提高風電并網項目的穩定性是目前風電并網項目開發中面臨的主要問題。在我國傳統電力系統受到自然條件干擾時，這將使整個系統產生瞬時的不穩定發電，造成整個發電機組產生的電壓與正常功率相差很大，從而使整個風電并網系統處于癱瘓狀態。風力發電并網工程中相關的儲能設備的安裝，自然條件干預下產生的高壓儲能可儲存在儲能裝置中，通過適當方式輸出，從而大大保證整個風電并網工程的穩定運行。

　　結束語

　　在風力發電系統中引入儲能設施和發展儲能技術，可以使系統隨時儲存足夠的電能，不僅可以提高風力發電系統的運行穩定性，而且可以大大改善系統運行的動態特性。因此，相關專業技術人員應充分學習、了解和研究常用的儲能方式，根據不同情況采用最合適的儲能裝置，以促進風電技術的高速高效發展。

　　參考文獻：

　　[1]陳紅.風電并網中的儲能技術探討[J].電工技術,2019(18):133-134.

　　[1]馬磊.風電并網中的儲能技術研究進展[J].數字化用戶,2018,(14).

　　作者：徐勇

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