储能技术在风力发电系统中的应用

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储能技术在风力发电系统中的应用研究

储能技术在风力发电系统中的应用研究

储能技术在风力发电系统中的应用研究摘要:风力发电以其环保和再生能力强等优点,受到越来越多的关注。

风力发电过程相对比较复杂,涉及到的技术也非常多,其中储能技术就是比较重要的技术之一。

因此为了进一步提高风力发电的技术水平,就需要对储能技术在风力发电系统中的应用进行研究。

本文首先介绍了储能技术在风力发电系统中的应用,然后结合储能技术的是实际情况,分析了储能技术应用于风力发电系统中存在的问题及发展前景,为促进风力发电技术的发展提供了理论依据。

关键词:储能技术;风力发电;应用研究;发电系统随着我国社会经济的持续发展,全社会对环保问题的关注度也越来越高。

其中使用化石能源所带来的问题已经对人们的生活产生了巨大的影响。

为了改善目前的生态环境,相关部门也在加大对新能源技的研究力度,而风力发电以其环保和再生能力强等优点,受到越来越多的关注。

而风力发电过程相对比较复杂,涉及到的技术也非常多,其中储能技术就是比较重要的技术之一。

利用储能技术对风力发电进行有效的管理,可以实现持续提升风电的效率和品质的目的。

因此为了进一步提高风力发电的技术水平,就需要对储能技术在风力发电系统中的应用进行研究。

一、储能技术在风力发电系统中的应用(一)氢燃料储能氢燃料的储能是通过电化学装置将氧化剂和燃料中的化学能转换成电能。

,随着可持续发展的要求,氢燃料的储能技术在风电领域中得到了广泛的应用。

氢燃料储能的容量没有上限,根据电解质的不同,它可以被分成三种类型,分别是直接甲醇燃料储能装置、质子交换膜燃料储能装置以及碱性燃料储能装置。

这些储能装置都是由阳极、阴极和电解质组成的,其工作原理基本相同,区别是采用的电解质不同。

目前质子交换膜燃料储能是目前风电系统中最常用的一种技术。

在风力发电系统中,氢储能装置由氢储罐、电解槽、燃料储能装置三部分组成。

当风能足够的时候,电解槽利用电解水产生氢气,并将其储存在氢储罐中,待储满氢之后,这时的多余电力将转出成为负载。

风力发电系统的储能技术研究

风力发电系统的储能技术研究

风力发电系统的储能技术研究风力发电是一种可再生能源,被广泛应用于全球各个国家的能源产业中。

然而,风力发电系统面临着一个共同的挑战,即如何有效地储存和利用风能。

储能技术在风力发电系统中起着至关重要的作用,它可以平衡供应和需求之间的差异,提高系统的可靠性和灵活性。

本文将探讨风力发电系统的储能技术,并讨论一些当前研究的方向和应用。

储能技术是通过将多余的能量储存在一种或多种形式的能量中,以便在需要时随时释放出来。

在风力发电系统中,储能技术可以帮助解决风能波动性的问题。

风力发电系统通常包括风力发电机组和储能设备。

当风力发电机组产生超过需求的电能时,多余的能量将被储存在储能设备中。

当需求超过发电机组产生的电能时,储能设备将释放存储的能量以满足需求。

技术上可行的储能技术有很多种类,包括电池储能系统、压缩空气能量存储、重力储能、超级电容器以及储水泵等。

电池储能系统是一种常见的储能技术,它可以将风能转化为电能并将其储存在电池中。

这种技术的优势在于,它具有较高的能量密度和较高的效率。

目前,锂离子电池和钠硫电池是常用的储能电池类型。

由于电池技术的发展,储能容量和寿命都得到了显著提高,使得电池储能系统在风力发电系统中越来越受到关注和应用。

压缩空气能量存储是另一种常用的储能技术。

它通过将风能转化为压缩空气,并将其储存在地下储气库或大型储罐中。

当需求增加时,储气库中的压缩空气被释放,并且通过膨胀机组转化为电能。

相比于电池储能系统,压缩空气能量存储系统的优势在于具有较低的成本和较长的寿命。

然而,这种技术也面临着一些挑战,如能量转换过程中的能量损失和地下储气库的建设成本。

重力储能是一种相对较新的储能技术,它利用重力势能进行能量存储和释放。

这种技术一般包括两个主要组件:上升机和下降机。

在储能状态下,上升机会将风能转化为高度,并将其储存为重力势能。

当需求增加时,下降机将释放储存的重力势能,并通过发电机将其转化为电能。

重力储能技术的优势在于具有较高的效率和较长的寿命。

储能技术在风力发电系统中的应用

储能技术在风力发电系统中的应用

储能技术在风力发电系统中的应用发布时间:2021-11-09T07:58:21.703Z 来源:《中国电业》(发电)》2021年第14期作者:万谦[导读] 随着我国经济实力的快速提升,我国迎来了高速发展的全新时代,能源消耗不断加剧,因为大量化学能源如煤炭、石油等的大量使用,造成的环境问题日益突出,全世界都把目光转向了清洁能源,因此如何充分利用太阳能、风能等清洁能源对减少一次能源消耗及降低环境污染显得尤为重要。

中电投新疆能源化工集团哈密有限公司 839000摘要:随着我国经济实力的快速提升,我国迎来了高速发展的全新时代,能源消耗不断加剧,因为大量化学能源如煤炭、石油等的大量使用,造成的环境问题日益突出,全世界都把目光转向了清洁能源,因此如何充分利用太阳能、风能等清洁能源对减少一次能源消耗及降低环境污染显得尤为重要。

储能技术在风力发电系统还存在诸多不可预测的风险,致使风力发电系统的运行安全得不到保证。

因此,相关部门应不断树立自主创新的工作意识,完善并改进风力发电系统的运行缺陷,确保风力发电并网系统的技术管理水平稳步提高。

关键词:储能技术;风力发电系统;应用引言储能在未来我国能源体系建设中的关键地位越发突显,相继被纳入国家和地方“十四五”能源发展规划、电力发展规划、风力发电规划方案,作为战略性新兴产业重点布局。

1储能技术的作用分析(1)提高电性能质量。

风力发电的并网运行必须满足电能质量要求,相对来说,对孤岛运行的风力发电系统电能质量受天气影响更加明显,波动剧烈。

储能装置有稳定潮流,维持母线电压的稳定和调频等功能。

(2)削峰填谷。

目前的能源生产和消耗策略是即发即用,而电网负荷具有波动性。

用电高峰期,发电机组运行率较高,用电低谷期,发电机组运行率会降低,因此,部分发电机组总体利用率会降低,产生资源浪费。

如火电机组调峰,目前通过火电机组降出力是电网主要调峰手段之一,而火电机组降出力后,其燃料的利用效率也会降低,因此,通过火电机组降出力来调峰不但会降低火电机组的发电时长,造成发电设备的浪费,同时也会造成燃料的浪费。

超导储能单元在并网型风力发电系统的应用

超导储能单元在并网型风力发电系统的应用

超导储能单元在并网型风力发电系统的应用一、本文概述随着全球能源结构的转型和可持续发展目标的推进,可再生能源已成为世界范围内的研究热点。

风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,正逐渐在全球能源版图中占据重要地位。

风力发电系统的不稳定性以及电网接入问题一直是制约其发展的关键因素。

为了解决这些问题,超导储能单元(Superconducting Magnetic Energy Storage, SMES)作为一种先进的储能技术,被引入到并网型风力发电系统中。

本文旨在探讨超导储能单元在并网型风力发电系统的应用,分析其对提高系统稳定性、优化能源调度以及推动风力发电可持续发展的重要作用。

本文首先介绍了风力发电系统的发展现状及面临的挑战,然后详细阐述了超导储能单元的基本原理和特性。

接着,文章分析了超导储能单元在并网型风力发电系统中的应用方式,包括平滑输出功率、提供系统备用容量、优化调度等方面。

文章还讨论了超导储能单元在实际应用中可能遇到的技术和经济问题,并提出了相应的解决方案。

文章展望了超导储能单元在风力发电领域的未来发展前景,为相关研究和应用提供了参考和借鉴。

通过本文的研究,我们可以更深入地理解超导储能单元在并网型风力发电系统中的应用价值,为推动可再生能源的发展提供新的思路和方法。

二、超导储能单元技术概述超导储能单元(Superconducting Magnetic Energy Storage,简称SMES)是一种基于超导技术的先进储能装置,它利用超导材料在超低温下电阻为零的特性,实现电能的快速存储和释放。

SMES由超导磁体、冷却系统和电力转换系统三大部分组成。

超导磁体是SMES 的核心,用于储存电能;冷却系统则负责维持超导磁体所需的超低温环境;电力转换系统则负责将电能与磁能进行相互转换。

SMES的储能原理是,当电网中有多余的电能时,电力转换系统将这部分电能转换为磁能,储存在超导磁体中;当电网中电能不足时,储存在超导磁体中的磁能又通过电力转换系统快速转换为电能,补充到电网中。

浅谈风轮储能技术在风力发电中的应用

浅谈风轮储能技术在风力发电中的应用

提升和 稳定线路 传输 电能的需要 , 实现线路 的能量 交换和功率 补偿 , 提 2 并 网运 行方式 。 为了提高风 力发 电的 稳定性 和蓄能的容量 , 减少 升线路 的稳定性 。 风 力发 电的波 动性 和 随机性 , 可 以采 用并 网运行 的方 式 对风 力发 电的 ( 2 ) 超 级电容 器储 能。 它 是利 用电容 器能够 储存 电能的原 理进 行 性 能进行 提升 。 扩 充 风力发电的 蓄能容量 。 利用抽 水蓄能 , 能 够提 供风 工作的 , 电容主 要是运 用电化 学 的双电层理论 进行研 制的 , 能够为 电路 力发 电的容量 , 消除风 力发 电的波动性 和随 机性 , 采 用飞轮 储能能 够提 提供 强大的脉 冲电流 , 在理 想的状 态下, 电荷将 会吸 引电解质溶液 中离 升风 力发电的及时性 , 能够 瞬 间的提升 系统 的性能 。 采用并 网运行 的方 子, 将溶液 电离 , 将溶液 的带电离子 吸附在 电极 的表面, 形成双 电荷层 , 式, 能 够对风 力的输 出进行 可控 性的 调节 , 能 够 有效 的引起 风力发 电的 形成了一个 强大的 电容器 , 能 够储 存大量 的电能 。 它的优 点是 储存 电能 电网的电压和频 率及其相位 的变化情况, 通过这 种可控性的调 节之后, 的方便 , 充放 电的时 间比较 短 , 而且循环放 电的次数 不会影 响容量 的变 能 够实现 风力发电和常 规电网进行并 网。
能技术 , 主要 采用电容的 放电技 术进行平稳 的放 电, 能够在 风力发 电不 稳 定的情 况 , 运 用平滑输 电的方 式对风 电机的输 出, 减少风 电的波动对
【 关 键宇】储能技术 ; 风 力发电; 多元混合 储能技 术
电网产生的影 响。 它提 高了风 力发电的稳定性 和改善风 力发电的性能 , 能够有效 的调节 线路无功功率 和有功 功率的损 耗。

超导磁储能在风力发电的原理

超导磁储能在风力发电的原理

超导磁储能在风力发电的原理
风力发电是一种利用风能产生电力的可再生能源技术。

而超导磁储能技术则是
一种用于存储和释放电能的先进技术。

在风力发电中,超导磁储能可以发挥重要作用,提高风力发电的效率和可靠性。

超导磁储能是利用超导材料在超低温下的特性进行电能储存的技术。

超导材料
具有零电阻的特点,可以在超低温下实现电流的无损传输。

这意味着,超导磁储能系统可以高效地存储和释放电能,减少能量损失。

在风力发电中,超导磁储能系统可以用于平衡风力发电系统的功率波动。

风力
发电的主要问题之一是风速的不稳定性,这导致风力发电机组产生的电能波动较大。

超导磁储能系统通过储存多余的电能,可以在风速不足时释放电能,平衡风力发电系统的功率输出。

超导磁储能系统的工作原理是将风力发电机组产生的多余电能通过变压器等装
置输入到超导线圈中,将电能转化为磁能存储起来。

当风速不足时,超导线圈会释放储存的磁能,通过变压器将其转化为电能,补充风力发电系统的输出电能。

除了平衡风力发电系统的功率波动外,超导磁储能还可以提高风力发电系统的
运行效率。

风力发电的效率受到风速和转子转速的影响,当风速较高时,风力发电机组可能产生过载。

超导磁储能系统可以吸收过载电能,并在风速恢复正常时释放,避免过载损坏。

总之,超导磁储能技术在风力发电中具有重要的应用价值。

它可以平衡风力发
电系统的功率波动,提高系统效率,同时减少电能损失。

随着超导材料和技术的不断发展,相信超导磁储能在风力发电领域的应用将会越来越广泛。

储能技术在风力发电系统中的应用

储能技术在风力发电系统中的应用

储能技术在风力发电系统中的应用摘要:随着现代社会的进步发展,电力已经成为社会生活与工作必不可少的能源之一,而社会用电需求的持续增长也给我国的用电带来了较大的压力,风力发电等新能源发电技术也因此得到了迅速的发展,尤其是当前的资源节约与环境保护越来越深入人心,如何进一步提高风力发电系统的运行质量也成为当前供电环节的重要任务。

其中储能技术是风力发电系统运行的关键,高效的储能装置也是提高风力发电系统运行质量的基本要求。

基于此,本文就储能技术在风力发电系统中的应用进行了分析。

关键词:储能技术;风力发电系统;应用引言风力发电系统主要是风能完成发电机的旋转驱动,因此其在运行中不会产生环境污染,经济优势也比较明显,但是风能存在不稳定的特征,必须要借助一定的储能技术实现电能的储存,以便可以确保风能发电系统中负荷的连续、稳定,因此需要相关人员严格掌握各种常见的储能技术类型,并严格按照风力发电系统的工作特点选择合适的储能技术手段,以便进一步提高风力发电系统电力供应的稳定性,满足现代社会生活与工作的用电需求。

一、常见储能技术类别(一)超导磁体储能技术超导磁体储能装置在实际应用中需要使用超导体材质线圈作为介质,然后再利用直流电流所产生的磁场进行能量储存,其本身不需要转换能量,具有较强的动态性,而且产生极高功率所用的时间也比较的断,但是其储存容量比较小,在电力系统功率补偿以及频率调节上具有较高的应用价值,也能够有效的提高电力系统的稳定性。

(二)飞轮储能技术飞轮储能装置中圆盘在电能驱动带动下发生旋转,然后电动机电能转化成圆盘旋转的动能,最后讲这些动能储存在加速质量模块中,当需要这些动能的时候,发电机就会通过飞轮驱动进行发电,其存储容量较小,但是具有较强的动态性,能够在较短的时间内进行大量的能量的释放,在快速调节电力系统的频率上发挥着较大的应用优势。

而且该技术弥补了短时储能系统的不足,也是当前风力发电系统中常见的储能技术手段。

风力发电系统中储能技术的应用分析

风力发电系统中储能技术的应用分析

风力发电系统中储能技术的应用分析摘要:风力发电作为一种清洁、可再生的能源形式,具有广泛的应用前景和巨大的发展潜力。

然而,由于风力发电系统的不稳定性和间歇性,其输出功率会受到天气条件的影响,导致电网的供需平衡难以维持。

为了解决这个问题,储能技术被引入到风力发电系统中,以提供稳定的电力输出,并实现对电能的储存和调度。

关键词:风力发电系统;储能技术;应用1 风力发电系统和储能技术概述风力发电系统是一种可再生能源发电系统,利用风能转化为电能。

它包括风力发电机、传动系统、变频器和电网连接等组成部分。

风力发电系统的基本原理是风力通过风力发电机转化为机械能,进而通过发电机转化为电能,最后将电能输送到电网中供给用户。

风力发电技术经历了多年的发展,目前已经成为世界上最主要的可再生能源之一。

随着技术的进步和成本的下降,风力发电系统的装机容量不断增加,成为解决能源和环境问题的重要选择。

根据国际能源署(IEA)的数据,截至2020年,全球风力发电系统的装机容量已经超过了700GW。

不同的储能技术在风力发电系统中的应用也面临一些挑战。

首先,储能技术的成本仍然较高,限制了其大规模应用。

其次,储能设备的体积和重量较大,对系统的布局和运输带来了一定的限制。

此外,储能技术的效率和寿命等方面也需要进一步的改进和优化。

为了更好地评估风力发电系统中储能技术的应用效果,我们对现有的案例进行了分析。

通过对不同地区和规模的风力发电系统进行实际应用效果的评估,我们可以得出结论,储能技术在提高风力发电系统的可靠性、灵活性和经济性方面发挥了重要作用。

风力发电系统是一种重要的可再生能源发电系统,储能技术在其中起到了至关重要的作用。

不同类型的储能技术具有各自的特点和优势,可以根据实际需求进行选择和应用。

未来的发展方向是进一步降低储能技术的成本、提高其效率和寿命,以推动风力发电系统的可持续发展。

2 风力发电系统中储能技术的应用优势和挑战2.1经济性考虑储能技术的应用对风力发电系统的经济性有着重要的影响。

储能技术在风力发电系统中的运用_1

储能技术在风力发电系统中的运用_1

储能技术在风力发电系统中的运用发布时间:2023-02-03T02:49:00.450Z 来源:《中国电业与能源》2022年第18期作者:常冰冰[导读] 风力发电是目前应用最广、成本最低廉的一种发电技术常冰冰中广核新能源投资(深圳)有限公司安徽分公司安徽省合肥市摘要:风力发电是目前应用最广、成本最低廉的一种发电技术,其在使用的过程中不会产生污染。

风力发电虽然好处很多,但是其也给电力系统的运行安全带来了很多不确定因素。

其中,储能技术的应用已经成为新能源电力系统发展过程中不可缺失的重要部分,该文主要围绕储能技术在新能源电力系统中的应用进行分析,指出储能技术搭配系统中其他技术,能够为系统的稳定运行提供支持,并实现系统整体结构的优化处理。

关键词:风力发电系统;储能技术;应用中图分类号:TM75 文献标识码:A引言近年来,随着各种清洁能源的不断涌现,传统的由发电侧、电网侧和用电侧构成的“源、网、荷”结构逐渐转变为“源、网、荷、储”结构,其中,储能环节贯穿电力系统运行全过程。

增加储能这一环节主要是为了克服风能、光伏发电的波动性问题,保证电力系统的安全运行。

随着科学技术的不断进步,越来越多的储能技术应运而生,这也意味着储能技术已经成为电力行业发展的一项重要技术内容。

对其进行深入研究,是推动电力行业健康发展的关键。

1 风力发电现状一些风力发电厂对设备进行配置时,较为重视关键功能设备,忽视了辅助功能设备,使发电系统一些功能无法有效显现。

此外,我国风力发电系统模型主要有线性和非线性两种,其中前者主要在传统的风力系统中进行应用,有关发电机关键属性的调控主要通过风能捕捉量提升来实现,相对来讲较为简单,不过在工作条件以及范围上具有一定的限制。

而后者的复杂性较高,相对也不够成熟,对于电气控制工作存在一定的不利影响,一定程度上阻碍了风力发电系统的长久发展。

除了设施设备的问题,风力发电中,外部因素也会对发电的稳定性产生影响,其中包含自然环境和人为因素。

小议储能技术在风力发电系统中的应用

小议储能技术在风力发电系统中的应用

小议储能技术在风力发电系统中的应用摘要:本文分别简述了目前能应用于风力发电系统的飞轮储能、蓄电池储能、超导储能和超级电容器储能四类储能技术的原理,并通过分析各种储能技术所具有的特点及应用前景,基于成本和效益上综合考虑,提出最为可行的储能方案。

关键词:储能技术;风力发电;储能abstract: this paper describes current can be applied to wind power generation system of the flywheel storage, storage battery energy storage, superconducting energy storage and super capacitor energy storage four types of energy storage technology of principle, and through the analysis of various energy storage technology has the characteristics and application prospect, based on the cost and efficiency comprehensive consideration, puts forward the most feasible energy storage solutions.keywords: energy storage technology; wind power; energy storage中图分类号: tm315 文献标识码:a文章编号:1储能系统的组成和作用1.1储能系统组成储能系统主要有两部分组成:储能装置;功率转换系统。

储能装置由储能元件组成,其主要功能是实现能量的储存和释放。

功率转化系统有电力电子器件组成,其主要功能是控制充电和放电、调节和控制输出功率。

储能技术在风力发电系统中的应用

储能技术在风力发电系统中的应用

储能技术在风力发电系统中的应用摘要:在风力发电系统中,储能部件的应用需要技术上的改进,毕竟这与将风能转换为电能以进行存储和传输的整个过程直接相关。

它可以完全运行,并且可以转换风能。

当前对储能技术的需求持续增长,相应的技术也在不断创新和变化,从不稳定到现在,风能是对工业电力的重要补充能源,其变化体现在储能结构的实现和应用中。

关键词:储能技术;风力发电系统;应用1 引言随着科学技术的不断发展和发展,电储能是解决风电并网的最有效途径之一。

目前,风能生产系统中有多种形式的能源技术,它们的功能差别很大。

储能模式的选择应根据不同功能要求以及储能系统对风机系统的影响来确定。

在风能生产系统中使用能源技术可以大大提高能源利用率,尽可能满足人们对能源的需求。

2 储能技术在风力发电系统中的重要性首先,风力发电能和电池储蓄能可以进行完美的结合,形成稳定的能量来源。

蓄电池放电平稳,成本低廉,没有安全隐患,并且制作蓄电池的原料储存丰富,可以回收再利用。

其次,大型能量型储能设备可以用于全球互联网调峰填谷。

例如抽水蓄能、压缩空气等具有可长时间储能功能的设施,可以用在大电网峰,延缓系统对容量的需求,减轻调风机组的运行压力。

再次,电力系统频率的变动应该保持在一定范围内,所以需要调整发电机组的有功出力。

储能技术可以对传统的电网进行调频,并且能够将能量长时间保存的同时保证零耗损。

最后,储能技术为风力发电系统提供了负荷跟踪的方法。

在风力发电系统中的电力电子接口位置,接入蓄电池储能、飞轮储能等系统,可以跟踪接口处的负荷变化,从而把控风力系统的应用。

3 风力发电系统中储能技术的具体应用为深入了解储能技术在风力发电系统中的应用,将以前瞻性眼光分析风力发电系统中储能技术应用,主要探讨风力发电系统中的先进新型储能技术。

3.1氢燃料储能工作人员利用电化学相关设置展开储能环节工作,效果较为理想。

其中,氢燃料在该储能工作中,应用十分广泛。

工作人员使用这一方式展开储能环节工作,主要利用燃料与相关化学药剂之间的反应情况完成工作。

风电并网中储能技术应用的探讨

风电并网中储能技术应用的探讨

风电并网中储能技术应用的探讨一、储能技术在风电并网中的应用原理风电并网中储能技术的应用原理主要包括能量平衡和系统稳定控制两个方面。

在风电并网系统中,由于风力发电的不稳定性和间歇性,可能会导致电网频率波动和电压波动,进而影响到电能质量和系统稳定性。

通过储能技术的应用,可以在风电波动大的情况下,将多余的电能转换成储能,然后在电能不足的情况下释放储能,从而实现系统的能量平衡。

储能技术还可以通过快速响应控制系统,对系统频率、电压和功率进行调控,提高系统的稳定性和可靠性。

二、储能技术在风电并网中的应用现状目前,储能技术在风电并网系统中得到了广泛的应用。

在国内外一些先进的风电项目中,储能技术已经成为了不可或缺的一部分。

比如在美国、德国、日本等国家,已经建成了多个大型的风电储能并网项目,通过储能技术,实现了风电的平稳输出和系统的稳定运行。

在国内,随着清洁能源政策的不断推动,风电储能并网技术也得到了快速的发展,一些风电企业已经开始在项目中引入储能技术,以提高风电的可靠性和经济性。

四、储能技术在风电并网中的挑战虽然储能技术在风电并网中具有诸多优势,但是其在实际应用中也面临着一些挑战。

储能设备的成本较高,需要大量的投资和运营成本,降低了风电储能项目的经济性。

储能技术的环保性和安全性问题仍然存在一定的风险和隐患,需要加强相关技术研发和标准规范的制定。

由于风电储能系统的复杂性和技术难度,需要加强人才培养和技术创新,提高系统的可靠性和安全性。

储能技术在风电并网系统中的调度管理和运行规则还需要不断完善和优化,以适应不同场景和需求的变化。

五、风电并网中储能技术的未来发展展望随着清洁能源技术的不断发展和应用,风电并网中储能技术将会迎来更加广阔的发展空间和市场机遇。

未来,随着储能技术成本的不断下降和性能的不断提高,风电储能项目将会得到更广泛的应用,成为清洁能源发电系统的重要组成部分。

随着电力市场的改革和政策的支持,风电储能技术也将会得到更多的政策扶持和市场需求,促进其技术创新和产业发展。

储能技术在风力发电系统中的应用

储能技术在风力发电系统中的应用

储能技术在风力发电系统中的应用摘要:伴随着经济与社会的不断进步,国家的综合实力不断增强,风电产业也不断发展壮大。

在“双碳”新能源发展战略的指导下,电网对调频调峰的需求持续增长,在此条件下,风电系统将会得到更为稳健的发展,以实现有效消纳蓄能,减少资源浪费,充分利用风电,并且与风电的具体应用相联系,对电网的供电状态进行适当的调节,从而提升电网的稳定性。

为此,本文将对风电储能技术进行研究。

关键词:储能技术;风力发电系统;应用1储能技术在风力发电系统中的重要性在能源供给中,如何实现能源的有效供给,以实现能源的节约和减少排放,已成为当今世界各国关注的焦点。

风力发电和储能技术因其独特性,被认为是一种极具发展潜力的新型能源。

储能技术在电力系统的削峰填谷、微电网的稳定运行和新能源的有效利用等方面发挥着重要的作用。

当前,为充分利用、回收或重复使用的锂离子电池储能材料,存在着众多的原料制造与储存装置。

其次,为分散式能量储存及其它装置而安装的大容量蓄电池,也可以应用于更大范围的电力系统调节,并弥补世界范围内网络的不足。

比如,泵蓄能、压缩液化空气机等技术,都是能达到蓄能技术的功能需求的机组装备,能彻底淘汰一部机械,能长时间持续运转。

减少了风机的布置对大操作单元的负荷所造成的压力。

第三,电网所容许的最低变频率也应该被自动地维持或者限制在某一特定的值之内,这样就需要人工地调节风力发电的最高最小标称的最低有功。

蓄能与调压的传送技术也能够将已有的常规小规模风力发电系统中蓄能与调压的结合起来。

2常见储能技术类别及其特点2.1飞轮储能技术飞轮蓄能技术是通过电力来驱动装置的转子,将电力转化为动能,所生成的能量存储在装置的加速模块中,在需要发电时,通过自身的能量来给发电机提供电力,实现能量的转化。

针对传统的飞轮蓄能器存在的巨大损失,本项目拟将超导磁浮技术引入到飞轮蓄能器中,并引入一种新的复合材料,以提升其蓄能器的体积。

虽然目前,飞轮储能的能量转化效率仅为90%,但其无污染、易于维护和无限次充电、释放等优势,在风电行业中仍有很大的发展潜力[1]。

风力发电系统中储能技术的应用分析

风力发电系统中储能技术的应用分析

风力发电系统中储能技术的应用分析江西省南昌市 3300006摘要:随着不可再生能源的日益减少,可再生能源变得越来越重要。

风能作为可再生能源重要的一种形式具有巨大的开发潜力,依靠着较低的发电成本与较好的环境效益,在全世界范围内引起了广泛关注。

风电具有清洁、环保和无污染的特点,利用风力大规模发电能有效降低火力发电的规模,降低因为火力发电燃烧化石能源而带来的环境污染。

然而,风力发电也同时具有很强的波动性与随机性,可控能力较弱。

因此,风力发电系统中储能技术的应用显得尤为重要。

关键词:风力发电系统;储能技术;应用1风力发电储能技术概述随着新能源发电的不断发展,许多先进的能量储存技术已经被开发出来,并在实际工程中得到了广泛的应用和推广。

将能量储存技术应用于风力发电系统中有以下两方面优势:一是能量储存技术能够提高电力系统的稳定性,并可解决风电资源的间歇性问题;二是利用储能技术,风力发电系统可以稳定运行,为人们提供更加可靠的能源供应,满足大规模的能源需求,从而可以有效地利用资源。

总之,储能技术在风电系统中的应用不仅可以满足负荷侧的需求,还可以根据实际情况进行适当调整,提高电网的稳定性、适应性和经济性,同时提高电网整体的运行效率。

2风力发电系统中储能技术的应用2.1相变储能技术相变储能技术已成为储能系统中的一项主要技术,是调节能源供需的有效途径,其本质是一项通过材料在相变过程中吸/放能量而实现对其储存和释放的技术,因其具有储能密度高、储能量大及温度波动小等优点,被广泛应用于风力发电系统中。

主要应用在(1)相变储能用于设备散热。

由于风力发电系统的特殊性和承受载荷的复杂性,系统运行时齿轮箱、发电机、变频器等部件会产生大量热量,容易出现过温故障。

相变储能技术不仅可以控制系统内部温度,延长设备使用寿命,降低运行维护成本,提高风电机组的可用性,而且可以充分利用系统内部能量,提高发电和风电场的效率,具有较高的研发与应用价值,但目前还处于研发初始阶段,其工作效率、实用性、经济性等仍然是未来的主要挑战。

电池储能技术在风力发电中的应用

电池储能技术在风力发电中的应用

电池储能技术在风力发电中的应用随着全球气候变暖与能源需求增长的压力日益增加,对可再生能源的需求也日益增长。

作为被广泛认可的可再生能源之一,风能正越来越受到关注。

作为一种高效利用风能的技术,风力发电技术的发展近年来取得了长足的进步。

然而,风力发电系统普遍存在着可靠性低、输出波动大的问题,这些问题使得风力发电难以与传统的电力系统集成。

在这样的情况下,电池储能技术成为了解决这一问题的有效手段。

一、电池储能技术的介绍电池储能技术是一种将电能储存起来为后续使用的技术。

近年来,随着能源需求的增长,电池储能技术得到了广泛的应用。

电池储能技术根据储能方式的不同可以分为许多种,目前最为广泛使用的是锂离子电池和铅酸电池。

锂离子电池是目前最为流行的电池储能技术之一,由于其高能量密度、长寿命、轻量化、绿色环保等优点,被广泛应用于电动汽车、移动电源等领域。

在应用于风力发电系统中,锂离子电池可以作为储能装置,将风动发电系统的产生的电能储存下来,以供后续使用。

二、电池储能技术在风力发电中的应用电池储能技术在风力发电中的应用主要是储存风能,减小风力发电系统输出的波动,提高风力发电系统的可靠性。

当风力机输出电量大于负载需求时,可以将多余的电能储存在电池中,当风力机输出电量小于负载需求时,可以从电池中取出储存的电能,来弥补不足。

通过这种方式,可以实现风力发电系统的平滑输出,提高电力系统的可靠性。

另外,电池储能技术还可以用于解决风力发电系统的电能储存问题。

在传统的风力发电系统中,由于风力的不稳定性,导致系统无法始终保持稳定的输出电量。

通过引入电池储能技术,可以将多余的电能储存起来,当需要时再使用,从而提高电力的利用率。

三、电池储能技术在风力发电中的优势1. 减少风力发电系统输出的波动通过利用电池储能技术,可以将风力发电系统产生的多余电能储存起来,以便在需要时使用。

通过电池储能技术,可以降低风力发电系统输出的波动,使得电能的输出更加平稳,提高系统的可靠性。

风力发电系统中的风能电池储能技术研究

风力发电系统中的风能电池储能技术研究

风力发电系统中的风能电池储能技术研究引言在当今全球范围内,可再生能源的利用逐渐成为国家能源政策的重要组成部分。

风力发电作为其中最具潜力的可再生能源之一,因其可以提供可靠的电力并减少对化石燃料的依赖而备受关注。

然而,风力发电也面临一些挑战,其中之一是不稳定的能源供应。

为了解决这个问题,研究人员开始关注使用风能电池储能技术来平衡风电系统的能源供应和需求。

本文将深入探讨风能电池储能技术在风力发电系统中的应用和未来研究方向。

一、风能电池储能技术的概述风能电池储能技术是指将风能转化为电能并储存起来,以便在需要时供应电力。

目前最常用的风能电池储能技术有两种,即压缩空气储能和钠离子电池储能。

1. 压缩空气储能压缩空气储能是一种将风能转化为储存在高压储气库中的压缩空气的技术。

当风力发电系统产生过剩的电力时,电动机将电能转化为机械能,进而驱动压缩机将空气压缩到储气库中。

在能源需求高峰期,压缩空气通过膨胀机释放出来,驱动发电机发电。

2. 钠离子电池储能钠离子电池储能是一种利用钠离子在电解质溶液中的传输和储存能量的技术。

钠离子电池由阴极、阳极和电解质组成。

当风力发电系统产生过剩的电力时,电能通过电解质将钠离子储存在阴极中。

在能源需求高峰期,钠离子从阴极中释放出来,通过阳极和电解质传输,最终将储存的能量转化为电能。

二、风能电池储能技术的优势风能电池储能技术相比传统的电池储能技术具有一些明显的优势。

1. 高效利用风能风能电池储能技术可以有效地将风能转化为电能并储存起来。

传统的风力发电系统只能将电能直接输送到电网中,而风能电池储能技术使得风能可以更高效地利用,并在需要时才将电能注入电网。

2. 提高风力发电系统的可靠性风力发电系统面临的一个主要挑战是不稳定的能源供应。

通过将风能转化为电能并储存起来,可以在风力发电不足或停止运行时提供备用电力,从而提高系统的可靠性。

3. 平衡能源供需风能电池储能技术可以在风力发电系统的能源生产和消费之间建立一个平衡。

风力发电建筑工程的储能系统设计与应用

风力发电建筑工程的储能系统设计与应用

风力发电建筑工程的储能系统设计与应用随着全球能源需求的不断增长和环保意识的提高,风力发电作为一种可再生能源越来越受到关注。

然而,风能是一种不稳定的能源来源,因此需要储能系统来平衡供需之间的差异,并确保可靠的电力供应。

本文将探讨风力发电建筑工程中储能系统的设计与应用。

首先,储能系统在风力发电建筑工程中的作用不可忽视。

由于风能的波动性,储能系统可以帮助平衡风力发电的波动性,实现能源的稳定供应。

储能系统能够捕获风力发电机组产生的多余电能,并在需要时将其释放,以满足需求。

这有助于减少能源的浪费,提高能源利用率。

储能系统的设计是风力发电建筑工程中的一个重要环节。

首先,需要选择适合的储能技术。

目前常见的储能技术包括电池储能、压缩空气储能、储水水力发电等。

每种技术都有其优缺点,需要根据实际情况进行选择。

其次,需要考虑储能系统的容量和输出功率。

容量应根据风力发电机组的实际发电量进行合理设计,以满足电力需求。

输出功率应足够满足峰值需求,避免电力供应不足的情况发生。

储能系统在风力发电建筑工程中的应用也是值得关注的。

首先,储能系统可以用于平滑风力发电的功率波动。

通过捕获多余电能并在需要时释放,储能系统可以使风力发电的输出功率更加稳定,减少能源浪费。

其次,储能系统可以用于电网调度。

在电力需求高峰期,储能系统可以释放储存的电能来满足需求,减轻电网负荷。

在电力需求低谷时,储能系统可以存储多余的电能,避免电力浪费。

此外,储能系统还可以用于应对电力故障和自然灾害。

当电力供应中断时,储能系统可以提供备用电源,保证基本的电力供应,提高供电可靠性。

当然,风力发电建筑工程中储能系统的应用也面临一些挑战和限制。

首先,储能系统的建设成本相对较高。

不同的储能技术具有不同的成本,需要根据实际情况进行综合考虑。

其次,储能系统的维护和管理也需要一定的技术和经验。

储能系统涉及到电力、电子、机械等多个领域的知识,需要专业的人员进行维护和管理。

此外,储能系统的安全性也是一个重要的问题。

风力发电与储能技术的结合解决风能不稳定性问题

风力发电与储能技术的结合解决风能不稳定性问题

风力发电与储能技术的结合解决风能不稳定性问题随着对可再生能源的需求不断增加,风力发电作为一种清洁高效的能源形式,受到越来越多的关注。

然而,由于风能的不稳定性,风电发电系统在能源供应方面存在一些挑战。

为了解决这一问题,风力发电与储能技术的结合被认为是一个有效的解决方案。

一、风能的不稳定性问题风能是一种不稳定的自然能源。

风速的变化、无风或者风力过大等情况都将对风力发电系统的运行产生不利影响。

由于风力发电系统无法调节风速,风能的不稳定性使得电网对风电的接纳能力受到限制。

因此,如何解决风能不稳定性问题,提高风力发电的可靠性和可用性,成为当前研究的重点。

二、储能技术的应用储能技术是将能量在一段时间内储存起来,以便在需要时释放出来。

通过储能技术的应用,可以缓解风力发电的不稳定性问题,将不稳定的风能转化为稳定的电能。

目前,常用的储能技术包括电池储能、储热技术和抽水蓄能等。

1. 电池储能电池储能是一种将风能转化为电能并储存起来的方式。

通过在风力发电系统中引入电池储能技术,可以将风能在风速较高或稳定时储存起来,以便在风速较低或无风时使用。

电池储能技术具有储存效率高、响应速度快等优点,能够有效地解决风能不稳定性问题。

2. 储热技术储热技术是一种将风能转化为热能并储存起来的方式。

通过利用风力发电系统中产生的余热或者风能直接加热热媒,可以将风能转化为热能并储存起来。

当风速较低或无风时,储热系统能够提供热能供给发电系统使用,从而解决风能不稳定性问题。

储热技术具有储存能力大、成本较低等优点,适用于小型风力发电系统。

3. 抽水蓄能抽水蓄能是一种将风能转化为电能并储存起来的方式。

通过在风力发电系统中引入抽水蓄能技术,可以利用风能将水抽升至高处,当风速较低或无风时,通过释放积蓄的水能,带动发电机发电。

抽水蓄能技术具有储存能力大、灵活性强等优点,能够有效地解决风能不稳定性问题。

三、风力发电与储能技术的结合通过将风力发电与储能技术相结合,可以最大限度地利用风能,并将不稳定的风能转化为稳定的电能。

风力发电系统中储能技术的应用

风力发电系统中储能技术的应用

风力发电系统中储能技术的应用摘要:近几年我们国家的储能技术在不断的进步。

一般情况下都是即发即用的方式,而新的技术能够有效的储存电能,解决传统方式下带来的很多弊端。

近几年经济发展迅速,越来越多的行业都开始应用储能技术,尤其是在风力发电这一方面。

在逐渐发展的过程中形成了智能电网,供电质量得到了提高。

所以说,我们要根据不同的电力生产结构、不同的电力规划应用不同的储能技术,这样才能最大程度的发挥优势,实现智能电网的经济效益。

关键词:储能技术;风力发电;系统随着我国对环境的保护不断重视,国家对新能源的研究投入也越来越大,并且提出了新能源振兴计划,其中风力发电因其污染小、可再生性强等特点尤其被大家关注。

风力发电涉及到多方面的专业技术,要将储能技术引入到风力发电系统中,以此来更好的提高电能的质量。

当前风力发电已经获得了一些应用,并且正朝着提高风电场输出功率的方向发展,预计在 2020 年左右,风力发电将会在我国总体发电容量中占有较大的份额。

1.1飞轮储能系统飞轮储能的主要原理是利用电动机带动飞轮高速旋转,将电能转化成动能储存起来,在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。

目前通过超导磁悬浮技术能够有效降低损耗,采用复合材料能够提高储能密度,降低系统体积和重量。

飞轮储能系统中需要使用到许多性能优秀的材料技术以及电力电子变流技术,在实际应用中能量转化过程有所消耗,最终使得整个飞轮储能系统的转化效率一般在90%左右。

这种储能系统具有无污染、充放电次数无限以及维修便利的优势,已经得到了很多应用。

在后来的研究中发现,在飞轮储能系统中使用积木式组合之后,能够使得该储能系统的储能效率更高,输出的电能持续时间更长。

在实际应用中,飞轮储能系统一般都应用在一些UPS和EPS中,能够发挥重要的作用。

1.2超导储能系统超导储能系统与飞轮储能系统存在一些区别,在工作过程中是将电能首先转变成磁场能量进行存储,等需要使用的时候再转换为电能。

储能技术在风力发电系统中的应用

储能技术在风力发电系统中的应用

储能技术在风力发电系统中的应用摘要:储能技术是风力发电系统中的重要技术,对于任何的风力发电企业来说,储能技术也决定了这些企业在市场上的竞争力。

随着我国综合实力的不断提升,能量储存技术也在逐渐提升,更加满足了人们对于能量的需求。

而风力发电的改革创新,更离不开储能技术水平的提高。

本文从实际出发,具体探讨分析了储能技术在风力发电系统中的应用。

关键词:储能技术;风力发电系统;应用引言:随着储能技术的不断发展与进步,能量的存储效率也有了很大的提高。

在风力发电系统中,储能技术多种多样,其本质也存在许多差别。

各风力发电企业应根据不同情况下风力发电的作用以及未来的企业效益来确定所要应用的相关技术。

储能技术的发明,很大程度上减少了能源的浪费,同时将电能的利用率达到最优,满足了人类对电能的需求。

一、我国风力发电系统中储能技术的现状储能技术主要是指电能的储存,例如在能量丰富的情况下将电能暂时存储起来,防止资源的浪费。

现如今能量的储存形式多种多样,主要包括:电池储能(全巩氧化还原液流电池)、电感器储能(超导体)、电容器储能(激光器、闪光灯)和重力势能储能(抽水蓄能电站)。

随着风力发电企业技术的不断升级创新,各种储能技术又取得了进步,储能技术所涉及的领域又在不断地延展。

有了这些储能技术作为基础,电力系统就会更好的运行,我国的电力存储安全问题也将会得到更好的保障。

二、储能技术在风力发电系统中的应用各个企业风力发电系统的稳定性,离不开储能技术[1]。

因为在进行风力发电的过程中,很难掌握电能的使用量,所以就必定会造成能源的剩余。

因此在此过程会安排存储能量的设备。

但是对于不同的储能过程,也要运用相对应的储能方法,方法的使用都要在实际勘测后才能够得以确定。

(一)分布式储能技术的应用所谓分布式储能技术,其实与大规模集中式储能技术相类似,一般可分为机械储能、物理储能和化学储能。

但是相对于集中式储能而言,它又没有集中式储能那么多集中的线路。

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储能技术在风力发电系统中的应用摘要:阐述了储能技术的原理和特点,具体介绍了飞轮储能、超导储能、蓄电池储能和超级电容器储能在风力发电系统中的应用;分析了各种储能技术的优缺点和应用前景;指出了混合式储能技术是最可行的方案;介绍了功率转化系统的结构特点和最优化控制技术的进展。

关键词:风力发电系统;储能技术;功率转化系统中图分类号: TM614; TK82 文献标志码: A 文章编号: 1671-5292(2009)06-0010-060 引言根据新能源振兴规划,预计到2020 年我国风力装机容量将达到1.5 亿kW,将超过电力总装机容量的10%。

从电网运行的现实及大规模开发风电的长远利益考虑,提高风电场输出功率的可控性,是目前风力发电技术的重要发展方向。

把风力发电技术引入储能系统,能有效地抑制风电功率波动,平滑输出电压,提高电能质量,是保证风力发电并网运行、促进风能利用的关键技术和主流方式。

随着电力电子学、材料学等学科的发展,高效率飞轮储能、新型电池储能、超导储能和超级电容器储能等中小规模储能技术取得了长足的进步,拓宽了储能技术的应用领域,特别是在风力发电中起到了重要作用。

储能系统一般由两大部分组成:由储能元件(部件)组成的储能装置和由电力电子器件组成的功率转换系统(PCS)。

储能装置主要实现能量的储存和释放;PCS 主要实现充放电控制、功率调节和控制等功能。

1 储能技术的分类和特性储能技术有物理储能、电磁储能、电化学储能和相变储能等4 类。

物理储能主要有飞轮储能、抽水蓄能和压缩空气储能方式;电磁储能主要有超导储能方式;电化学储能主要有蓄电池储能、超级电容器储能和燃料电池储能;相变储能主要有冰蓄冷储能等[1],[2]。

1.1 飞轮储能系统飞轮储能(FESS)是一种机械储能方式,其基本原理是将电能转换成飞轮运动的动能,并长期蓄存起来,需要时再将飞轮运动的动能转换成电能,供电力用户使用。

高强度碳素纤维和玻璃纤维材料、大功率电力电子变流技术、电磁和超导磁悬浮轴承技术促进了储能飞轮的发展。

飞轮储能的功率密度大于5 kW/kg,能量密度超过20 kWh/kg,效率大于90%,循环使用寿命长达20 a,工作温区为-40~50 ℃,无噪声,无污染,维护简单,可连续工作。

若通过积木式组合后,飞轮储能可以达到MW级,输出持续时间为数分钟乃至数小时。

飞轮储能主要用于不间断电源(UPS)/应急电源(EPS)、电网调峰和频率控制,国外不少科研机构已将储能飞轮引入风力发电系统[3]。

文献[4]利用飞轮储能电池取代传统的柴油发电机和蓄电池来充当孤岛型风力发电系统中的电能调节器和储存器,建立了系统的电流前馈控制数学模型,实验结果表明,这一方法能有效地改善电能质量,解决风力发电机的输出功率与负载吸收的功率相匹配的问题。

美国的Vista 公司将飞轮引入到风力发电系统,实现全程调峰,飞轮机组的发电功率为300kW,大容量储能飞轮的储能为277 kWh,风力发电系统的电能输出性能及经济性能良好。

中国科学院电工研究所已经研制出飞轮储能用高速电机;华北电力大学研制出储能2 MJ、最高发电功率10 kW 的准磁悬浮飞轮储能装置。

飞轮储能技术正在向大型机发展,其难点主要集中在转子强度设计、低功耗磁轴承、安全防护等方面。

1.2 超导储能系统超导储能系统(SMES)利用由超导线制成的线圈,将电网供电励磁产生的磁场能量储存起来,需要时再将储存的能量送回电网。

超导储能技术的优点:①可以长期无损耗储存能量,能量返回效率很高;②能量的释放速度快,功率输送时无需能源形式的转换,响应速度快(ms 级),转换效率高(>96%),比容量(1~10kWh/kg)和比功率(104~105 kW/kg)大;③采用SMES 可调节电网电压、频率、有功和无功功率,可实现与电力系统的实时大容量能量交换和功率补偿。

在20 世纪90 年代,超导储能技术已被应用于风力发电系统[5],[6],[7]。

中国科学院电工研究所已研制出1 MJ/0.5MW 的高温超导储能装置。

清华大学、华中科技大学、华北电力大学等都在开展超导储能装置的研究。

文献[5]采用电压偏差作为SMES 有功控制信号,在改善风电场稳定性方面具有优良的性能。

SMES 的发展重点:基于高温超导涂层导体,研发适于液氮温区运行的MJ 级系统;解决高场磁体绕组力学支撑问题;与柔性输电技术相结合,进一步降低投资和运行成本;结合实际系统探讨分布式SMES 及其有效控制和保护策略。

1.3 蓄电池储能技术蓄电池储能系统(Battery Energy Storage System,BESS)主要是利用电池正负极的氧化还原反应进行充放电,一般由电池、直—交逆变器、控制装置和辅助设备(安全、环境保护设备)等组成。

目前,蓄电池储能系统在小型分布式发电中应用最为广泛。

根据所使用化学物质的不同,蓄电池可以分为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、钠硫(NaS)电池、液流电池等[8],[9]。

(1)铅酸电池铅酸电池应用在储能方面的历史较早,技术较为成熟,并逐渐以密封型免维护产品为主,目前储能容量已达20 MW。

铅酸电池的能量密度适中,价格便宜,构造成本低,可靠性好,技术成熟,已广泛应用于电力系统。

基于密封阀控型的铅酸电池具有较高的运行可靠性,在环境影响上的劣势已不甚明显,但运行数年之后的报废电池的无害化处理和不能深度放电的问题,使其应用受到一定限制。

(2)镍氢电池与铅酸电池相比,作为碱性电池的镍氢电池具有容量大、结构坚固、充放循环次数多的特点,但价格较高。

镍氢电池是密封免维护电池,不含铅、铬、汞等有毒物质,正常使用过程中不会产生任何有害物质。

北京2008 年奥运会使用的混合电动车大都采用镍氢蓄电池作为电源。

镍氢电池的自放电速度明显大于镍镉电池,需要定期对它进行全充电。

须注意的是,镍氢电池只有在小电流放电时才具有80~90 kWh/kg 的高比能量输出,在大电流放电高功率输出时,其能量密度会降至40kWh/kg 或更低。

(3)锂离子电池锂离子电池比能量/比功率高、自放电小、环境友好,但由于工艺和环境温度差异等因素的影响,系统指标往往达不到单体水平,使用寿命仅是单体电池的几分之一,甚至十几分之一。

大容量集成的技术难度和生产维护成本使这种电池在短期内很难在电力系统中规模化应用。

磷酸亚铁锂电池是最有前途的锂电池。

磷酸亚铁锂材料的单位价格不高,其成本在几种电池材料中是最低的,而且对环境无污染。

磷酸亚铁锂比其他材料的体积要大,成本低,适合大型储能系统。

(4)钠硫电池钠硫和液流电池被视为新兴、高效、具广阔发展前景的大容量电力储能电池。

目前钠硫和液流电池均已实现商业化运作,MW 级钠硫和100kW 级液流电池储能系统己步入试验示范阶段[10],[11]。

钠硫储能电池是在温度300 ℃左右充放电的高温型储能电池,负极活性物质为金属钠,正极活性物质为液态硫。

迄今为止,只有日本京瓷公司成功开发出钠硫储能电池系统。

钠硫电池系统在电力系统和负荷侧成功应用100 余套,总容量超过100 MW,其中近2/3 用于平滑负荷。

日本NEDO 支持的八仗岛风力发电机组采用钠硫电池储能来平滑和稳定输出功率。

目前,钠硫电池已被日本列为政府资助的风力发电储能电源,并有具体的推进计划。

上海电力公司正进行不同容量等级(10~1 000 kW)的钠硫电池系统的研制,用于UPS/EPS,力图掌握核心部件制备技术,建立标准和规范,并实现模块化、规模化生产。

(5)全钒液流电池液流电池分多种体系,其中全钒电池是技术发展主流。

全钒液流储能电池(Vanadium RedoxFlow Battery,VRB)是将具有不同价态的钒离子溶液分别作为正极和负极的活性物质,分别储存在各自的电解液储罐中。

在对电池进行充、放电实验时,电解液通过泵的作用,由外部贮液罐循环分别流经电池的正极室和负极室,并在电极表面发生氧化和还原反应,实现对电池的充放电[12],[13]。

液流电池的储能容量取决于电解液容量和密度,配置上相当灵活,只需增大电解液容积和浓度即可增大储能容量,并且可以进行深度充放电。

日本住友电气、加拿大VRB 等公司进行全钒液流电池储能系统的商业化开发。

在日本共有15套全钒液流储能电池系统进行示范运行,其中北海道的一套功率为6 MW 的全钒液流储能电池用于对30 MW 风电场的调频和调峰。

“十五”期间,中国科学院大连化学物理研究所开发出10 kW 全钒液流储能电池系统。

2008年,中国电力科学研究院研发用于风电场的100kW 级储能系统,并考核其运行的可靠性和耐久性。

表1 列出了几种主要蓄电池的基本特性。

1.4 超级电容器储能技术超级电容器(Supercapacitor)是根据电化学双电层理论研制而成,可提供强大的脉冲功率,充电时处于理想极化状态的电极表面,电荷将吸引周围电解质溶液中的异性离子,使其附于电极表面,形成双电荷层,构成双电层电容。

超级电容器储能系统(SCES) 历经3 代及数10 年的发展,已形成电容量0.5~1 000 F、工作电压12~400 V、最大放电电流400~2 000 A 的系列产品,储能系统的最大储能量达到了30 MJ。

在电力系统中多用于短时间、大功率的负载平滑和电能质量高峰值功率场合,在电压跌落和瞬态干扰期间提高供电水平[14],[15]。

日本松下、EPCOS、NEC,美国Maxwell、Powerstor、Evans,法国SAFT,澳大利亚Cap-xx 和韩国NESS 等公司的产品,几乎占据了整个超级电容器市场。

2005 年,美国加利福尼亚州建造了1 台450kW 的超级电容器储能装置,用以减轻950 kW 风力发电机组向电网输送功率的波动。

2005 年,由中国科学院电工所承担的“863”项目,完成了用于光伏发电系统的300 Wh/1 kW超级电容器储能系统的研究开发工作。

文献[16]提出了一种将串、并联型超级电容器储能系统应用于基于异步发电机的风力发电系统的新思路,该储能系统可同时双向、大范围、快速调节有功功率和无功功率,很好地改善了风电的电能质量和稳定性。

1.5 其它储能形式除了上述的几种储能方式外, 在电力系统中还应用较多的储能方式,有抽水蓄能、压缩空气储能和氢燃料电池储能等。

抽水蓄能装置(Pumped Hydro Storage)在现代电网中大多用来调峰,在集中式发电中应用较多。

受地理条件限制,绝大多数风电场不具备建抽水蓄能电站的条件。

压缩空气储能(CAES)是一种调峰用燃气轮机,对于同样的电力输出,它所消耗的燃气要比常规燃气轮机少40%。

100 MW 级燃气轮机技术成熟,利用渠式超导热管技术可使系统的能量转换效率达到90%。

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