储能技术在新能源电力系统的应用研究

储能技术在新能源电力系统的应用研究
摘要：构建以新能源为主体的新型电力系统是实现碳达峰、碳中和战略目标
的重要组成部分。

本文主要对储能技术在新能源电力系统的应用进行研究，详情
如下。

关键词：储能技术；新能源；电力系统
引言
在新能源高比例渗透下，电网安全问题日益突出，聚焦优化电网友好方式，
促进可再生能源消纳，推动新能源持续快速发展，储能技术以其响应速率快、调
节精度高等特点，成为新能源行业中提升电能质量、减少弃风弃光的重要手段。

1 新能源发电技术的类型
新能源发电主要指的是借助现有的科学技术，转换可再生能源为电能的过程。

目前新型能源主要有风能、太阳能、地热能和生物质能四种，下面进行详细分析。

（1）风能。

风能在我国十分常见，特别是西北地区，更是具备优质的风能资源，其储量大，分布广。

风能发电的载体主要为电力电子技术，其可以对电机组的参
数予以合理的调整和控制，以此还是先风能发电的目的。

（2）太阳能。

相较于
其他新能源，太阳能资源获取和利用较为便捷和稳定，资源丰富。

太阳能发电技
术则是利用专用的太阳能电池，将太阳能转化为电能。

2 储能技术在新能源电力系统的应用
2.1SMES 技术
SMES 技术是电磁储能技术的简称，分为超导磁储能与超级电容器储能技术，超导储能技术是把能量存储在超导线圈直流电流的磁场之内，存储效率为 95%。

电磁储能技术具备快速响应功能，实际运用效率非常高，而且无污染。

超导状态
下线圈能耗小，能够在不计算电阻的情况下实现无损耗储能。

倘若将该技术运用
在低温环境下，超导线圈在低温状态下运行成本会增加，系统的复杂性也会随之
提高。

电磁储能技术能够让新能源有效控制电压、频率。

保证发电系统中电机的
稳定性和可靠性，对大容量的电能进行补偿，提高瞬态电能质量。

另外，超级电
容器储能技术的使用，超级电容器主要是使用双电层来存储电能，储能设备一般
设置在电容器和电池的中间，充电与放电的时候都有极强的可逆性，能连续操作
十万次以上，超级电容器储能技术的功能强大，储能效率很高，能达到 70%~80%，为电动汽车提供良好的瞬时功率。

2.2物理储能技术
1. 抽水储能技术。

该技术是使用低谷电价来进行储能，运行效率非常高，
可行性很强，造价低。

现实生活当中水资源很容易被蒸发，泵水运行功率非常高，实际能量转换率达到 70%。

抽水储能技术包含种类多，传统江河大坝储能、地下
水储能、新型海水储能等。

过去的抽水储能电站的建设需要在上下游各建设一个
储水池，新型海水储能将大海作为下储水池，能够节省大部分成本，但是在抽水
的过程中，需要考虑设备的耐腐蚀性，需要将其作为衡量的主要因素。

抽水储能
的形式十分灵活，储能量巨大，出力变率快，投资成本很少，实际使用中受到地
质的限制，因此在选择站点的时候也会受到限制。

2. 飞轮储能技术。

该系统的
实现主要是以电子、轴承集成、电子、飞轮等部件组成，能量也属于电池，储
能效率达到 80%。

储能过程中FESS 电能驱动拉动飞轮旋转，以这种方
式在飞轮体中存储电能，释放能量是飞轮快速旋转，拉动发电机发电，将机械能
转化为电能，实现电能的输出、使用。

飞轮主要分为机械轴承和磁悬浮轴承，机
械轴承是低速飞轮，磁悬浮轴承是高速飞轮，低速飞轮主要运用在系统稳定控制中，高速飞轮主要是调节峰谷。

为减少能耗，提高转动速度与效率，人们研发出
非接触式磁悬浮轴承技术，可以在真空中密封电机与飞轮来减轻空气的阻力。

2.3混合储能系统
混合储能系统是由储能电池和大容量的储存体系相互结合而成的新型储能系统，因为储能电池在技术方面与大容量体系的储存系统之间具有一定的互补性，
通过对这二者进行有效结合，对于电网系统而言，是能够提高其整体运行效率的
重要手段。

根据当前的实际发展情况来看，因为储能电池系统本身还有很多不完
善的地方存在着问题，对于电网的整体运行会起到一些不良影响，比如电池密度大，使用寿命短等问题。

这些问题的存在都是无法满足当前实际电能需求的重要
内容，但是根据大容量系统进行调查来看，因为其具备着密度的寿命长的特点，
能够实现对储能电池系统的有效弥补，将二者进行有效融合，能够起到优势互补
的作用。

2.4电池储能应用
电池储能是电化学储能技术的主要体现方式，具有自然环境友好、响应速度快、长期经济性好的特点，技术成熟度也相对较高，是当下新能源电力系统中比
较常见的储存技术，并且在电网系统中也发挥着重要的作用，不管电网系统的发
展进程和内容如何，都需要借助储能技术的有效发挥才能得到具体落实。

所以储
能技术的使用也是能够确保电力系统能够得到稳定运行的重要环节之一，并且也
因为其具有一定的发电功能，对于电力系统的安全运转有着十分重要的作用。

3储能技术在新能源电力系统中有效运用的措施、
3.1大数据技术在新能源电力系统中的应用
大数据技术是在数据采集、存储、管理、分析等方面都优于传统数据库的数
据集合。

它具有数据流通速度快、数据类型多样、值密度低、数据规模大等特点。

大数据技术在新能源电力系统中的应用，可以保证系统中物质流、能量流、信息
流等海量信息的有效控制、分布和协调。

该方法可以在新能源电力系统运行过程
中实现更加稳定、平稳、灵活的信息传输。

此外，大数据技术还具有多种实用功能，如存储信息、读取加密信息、清理垃圾邮件等功能。

利用大数据系统，可以
有效优化新能源电力系统的运行流程。

3.2电源、电网及负荷响应技术在新能源电力系统中的应用
（1）电源响应技术。

积极引入发达国家先进的新能源发电和输电技术、电
波抑制等技术，以此提升新能源发电效率。

对现有电网系统进行开放，以便于在
电网平台中接入多个电力系统，实现电网协调发展，优化新能源补偿机制。

（2）电网响应技术。

由于新能源接入电网会产生一定程度的波动，致使新能源无法在
电网系统中进行有效的输送。

因此可以借助高电压、不对称穿越技术等，实现供
电网络之间的惯通性。

构建新型的电网架构，实现多个区域内的电力系统的互补，运用新型输电方式，结合电网响应技术予以控制。

结语
新能源发电侧储能技术的研究对国家能源储备和利用具有重要的实践价值，
能源企业应当立足于当下，剖析新时代技术难点，提高自身水平，建立科学、有
效的新能源控制模式，保证国家新能源项目的顺利和高效进行，为新能源技术在
今后日常生活的广泛应用奠定坚实基础。

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