浅议储能技术在风力发电系统中的运用

浅议储能技术在风力发电系统中的运用

摘要:由于经济发展的步伐不断加快，使其对于能源也更加依赖。充足的电力为

经济稳定增长保驾护航，并且电力系统的发展也对环境造成了严重的影响。所以，在促进电力系统安全快速运行的过程当中，必须要充分考虑怎样降低对环境破坏

的程度。而储能技术在电网运行中占有十分重要的地位，它能提供电力需求从而

可提升再生能源的可利用率，确保电力系统能够顺利的运行。

关键词:风力发电系统；储能技术；分布式储能技术；集中式储能技术

现阶段，随着社会经济的不断发展，资源短缺的问题也越来越严重，新能源

的开发成为人们关注的焦点问题。为此，很多国家很早就开始了对新能源的探索，并取得了很好的成效。在风力发电方面，由于风具有很强的随机性，并且风力的

来源缺乏稳定性，这是利用风力发电的瓶颈性问题。为了解决风力的不稳定性问题，必须要利用储能技术，增强风力发电的稳定性与可靠性。

一、风力发电储能技术概述

现阶段，科学技术的发展速度日新月异，人们对新能源的利用水平也在不断

提高。在风力发电方面，人们也研发出了很多先进的储能技术，并在实践中逐步

应用和推广。概括起来，在风力发电系统中应用储能技术，可以达到以下几个方

面的效果。

1）储能技术可以增强发电系统的稳定性，解决了风力资源稳定性差的问题。

2）在储能技术的作用下，风力发电系统的稳定运行还可以确保整个电网系

统的稳定，从而为人们提供更加稳定的电力输送，满足人们对能源的需求，对能

源的大规模应用提供能量支持，在电能质量等方面也更加符合人们的需要，可以

在资源的有效应用方面发挥更大的作用，不断提高风力发电系统的质量与水平。

3）通过在风力发电系统中应用储能技术，可以确保电力系统中有足够大的

电能，从而可以长期、稳定地为人们提供电力，有效缓解能源短缺的现状。

二、常见的储能技术分析?

1、机械储能

这种储能方式是最常见的储能方式之一，主要将风力发电的电能转化为机械

能进行存储，然后根据需要，再将机械能转化电能，能够有效的对电能进行存储，常见的机械储能方式有：飞轮储能、抽水储能和空气压缩储能技术，由于各种对

风力发电储能的原理和方式不同，空气压缩储能技术在一般的情况下需要特定的

环境才能使用，一般并不常见。?

2、电磁储能

这种方法利用磁场的电能转化进行电能储存的，按照储存的方式，将电能的

储存分为超导储能和超级电容器储能两种储能方式。?

（1）超导磁体储能。超导磁体储能（SMES）是电磁储能的一种常见方式，

它主要是利用超导体制成的线圈，带电导体进行切割磁力线运动，这样电流产生

的磁场进行风电的储存，这种风力发电的储能方式不需要能量转换，具有很好的

动态性，储能方式比较迅速，能够在短时间内产生很高的功率，它的缺点是储存

的能量比较小，而且储存能量的时间也比较短，因此，这种储能方式主要应用于

配电网的电压支撑和线路的功率补偿，用于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，提升线路的稳定性。?

（2）超级电容储能。它是利用电容能够储存电能的原理进行工作的，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，形成了一个强大的电容器，能够储存大

量的电能。它的优点是储能方便，充放电的时间比较短，而且循环放电的次数不

会影响容量的变化。?

3、电化学储能

主要是运用化学元素的化学反应进行储能，一般采用电池进行储能，像目前

常用的铅酸电池、镍系电池、铿系电池以及液流电池、钠硫电池、锌空电池等类

型的电池都是利用电解化学溶液，进行电能储存，这种风力发电电能储存的方式

优点是投资较小，储存电能具有较短的响应时间，反应比较迅速，但是这种电池

的使用寿命比较短。?

三、储能技术在风力发电系统中的应用

1、储能设备的接入

在风力发电系统中利用储能技术，可以增强整个系统的稳定性，降低电力企

业的投资成本，从而为企业带来更大的经济效益。为此，必须积极研发与应用有

效的储能技术。如果要应用储能技术，首先应当接入储能设备，使储能装置成为

风力发电系统中的重要组成部分。在接入之前，应当充分了解当地风资源的特点，并要明确电力企业自身的情况和条件，根据实际需要选择不同的储能装置，从而

将多余的风力资源储备起来，增强电力系统的稳定性，在风力资源不足时投入使用，从而实现电能的稳定输出。

对于风力发电系统的储能技术来说，可以根据结构形式的差异，将储能技术

进行合理的分类。具体说来，按照储能结构的不同，可以将储能技术划分为分布

式和集中式两种。首先，分布式是在风力发电机的位置安装一些储能设备，并且

要将储能设备安装到每一台发电机组中，从而确保电力供应的稳定。虽然这种方

法能够有效地提高电力供应的质量与水平，但是也存在着一些不可避免的缺陷：

由于要将储能设备安装在每一台发电机组中，工作人员的工作量将大大增加。此外，在安装的过程中需要应用较为复杂的安装技术，很多安装技术人们难以充分

掌握。另一方面，风力发电系统还可以应用集中式储能技术，这也是一种重要的

储能技术，并且还可以根据发电系统的运行情况对储能装置进行适当的调整，从

而对储能装置的输入与输出功率进行控制，增强了风力发电系统的灵活性。此外，这种储能技术还可以减少储能设备的安装数量，有效解决了分布式储能技术安装

工作量大，技术难以掌握的缺陷。但是，使用这种技术储能装置的容量会有所增加，必须使用先进的变流器和储能装置才能满足需要，很多电力企业没有这方面

的条件，因此也限制了这种技术的进一步推广。

2、分布式储能技术的应用

在风力发电系统中都存在着直流的环节，如果要应用分布式储能技术，就需

要将直流母线与电容器连接起来，如果风速低于切入风速，可以利用储能设备对

直流母线进行充电，将功率向直流侧传输，再通过变流器向电网中传送，从而提

高系统的稳定性。如果风速高于切入风速，可以将多余出来的电能资源输送到直

流侧，将这些电能传输到储能装置中，从而达到了充分利用电能的目的。

3、并网运行方式

为了提高风力发电的稳定性和储能的容量，减少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性能进行提升，扩充风力发电的储能容量。