储能技术与新能源发电优化协调运行研究

储能技术与新能源发电优化协调运行研究

赵关欣

国网临汾市尧都区供电公司，山西 临汾 041000

摘要:在社会发展中能源问题一直是阻碍其发展的主要因素之一，各国都在争先恐后的研究新能源技术，无论是从生物还是化学方面都投入了很大地人力、物力来进行探索和研究。在当前世界能源主要还是以石油和煤炭资源为主，百年来的发展已经将这些能源消耗的差不多了，而且带来的环境因素也是不可逆的，所以人们开始审视未来的可持续发展，都开始了新能源和储能物质的探索，争取在以后的日子里找出能够代替石油等可持续利用且环境污染小的新型能源。

关键词:储能技术；新能源发电；优化协调；运行研究

1 新能源电力生产系统中储能技术的优势
1.1有效提升电能质量
新能源电力生产运维系统中，在电能输入供电网络时，需要经过整流、逆变等处理，由于供电系统包含较为复杂的电子元件，会在电能输入过程中出现大量的谐波，导致功率出现明显波动，输出电压与电力调度目标存在一定的误差，降低了电能整体质量。而在系统中装设储能装置，可以针对输出功率波动的问题，通过平抑功能进行控制，降低电压偏移程度，同时通过装置的谐波补偿功能，对谐波进行消除。如，当前超级电容储能装置的电能质量快速调节技术，借助于光伏系统剩余电能、设备快速响应的功能，实现了电网中不同电能质量缺陷的针对性治理，证明了储能技术在电能质量控制方面的优势作用。
1.2增强发电消纳作用
供电网络运维具备同时性的特点，需要发电量、电网负荷电量处于一致状态。相较于传统能源，新能源在进行发电时，具有不可控性、随机性、不均衡性等特点，容易产生弃风或弃光现象。而在新能源系统中合理运用储能技术，可以针对性的增强系统发电消纳作用，进一步提升新能源的开发与利用水平，对于降低发电成本、提升电力生产综合效益有着积极作用。同时，储能装置可以缓冲、平抑输出电能，抑制发电出力在时间层面的不均衡性，提高新能源电力网络的可控性。在新能源电力并网建设不断推进的过程中，储能技术应根据能源分布、电力调度、储能容量等方面需求，实现新能源电网有储能装置的协调运转。
1.3全面提升电力生产与调度的平稳性
通过储能装置对电能的释放与存储进行控制，削峰填谷，能够有效增强新能源的实际预报精度，使电能达到时空转移的控制目标，让新能源更平稳的接入供电网络中。新能源在发电过程中，具有不可控性以及反调峰特性，利用储能装置的综合控制技术，当新能源在负荷峰段出现出力不足的问题时，储能装置可以进行适度削峰；在负荷谷段出现出力过多的情况时，储能装置可以通过填谷处理，提升电力系统整体运维的稳定性与效率性。储能在负荷谷段充电后、峰段放电前的腰荷区，储能需先放电空余出容量，以此提高新能源预报精度；如果在负荷峰段放电后、谷段充电前的腰荷区，储能装置需要先进行充电，以保证出力预报的精确度。

2 储能技术在新能源发电中的应用
       2.1电化学储能
       这也是一种比较先进的储能方式，其工作原理具体指依赖于电池，利用电解质反应进行能源转化处理，经常应用于以太阳能、风能等新能源场站。就目前来讲，铅酸材质的蓄电池比较常见，同时，相关单位也按照不同的功能定位，对蓄电池的类型进行合理划分。据了解，目前在储能技术领域所包含的设备类型等主要涵盖三大功能装置，即排气式、阀控式、胶体式。该技术系统所具有的特征具有多元化，所呈现的功能范围也比较广泛。首先，适应温度范围比较广泛。具体的范围区间通常表现在30-60℃区间。不仅如此，该装置一般不会受低温因素控制，所以整体应用范围相对来讲比较广泛，对运行条件并无过多的要求和限制等。同时的，该装置在容量、接受能力、寿命等方面所呈现的优势也比较突出，能够实现能源转化成本的合理化控制，推动新能源发电行业的持续性、和谐化以及战略性发展。
       2.2光电效应
       光伏发电技术的应用中，光电效应是其中最为重要的部分。当相关的物质长期受到电磁波照射时，其物质内部的电子就会在电磁波的作用下被激发，PN结构出现光生伏效应，半导体光照是引发此效应的直接原因。而不稳定的电子始终处于移动状态下，形成了相应的电势。太阳能光伏发电系统主要是应用光电效应，来实现太阳能向电能的转化的。太阳能光伏发电系统中，蓄电池、电池控制器、光伏电池组、直交流逆变器是重要组成，在发电系统运行时，各个部分发挥着重要的作用。
       2.3新型能源发电的应用
       光伏和风能发电技术之外，新能源发电还有燃料电池发电技术、潮汐发电技术、地热能发电技术，这些能源技术也有非常广阔的应用空间。燃料电池技术的原理是将化学能转化为电能，应用了化学反应中的电能产生。这种能源技术在电力系统中的应用不够广泛，虽然发电较为便捷，但是实际的发电效果不够理想，还需要不断去研究。我国一直在做潮汐发电技术的开发和研究，利用海洋潮汐的自然现象，将其中的能量转化为机械能，然后转换为电能。我国沿海城市的经济发展较快，电能消耗也较大，所以潮汐发电技术是解决沿海地区用电的主要应用方式。潮汐发电技术拥有成本低、规律性强和储量大的优点，但是在技术应用中要注重防台风建设。地热能的发电技术可以满足发电、空调等各方面的应用，在电力系统中地热能不被重视，主要是因为有一定的局限性，而且在发电设置的建设中会破坏地区环境，所以目前只做小范围的应用，以解决局别用电难的问题。

2.4抽水蓄能电站
该储能方式在新能源发电领域，所呈现等功能地位比较的突出。该技术方法主要借助水的势能，实现能源的有效转化。在分类上，因为分类标准、形式的不同，所呈现的分类结果也存在着较大的差异性。通常情况下，相关单位将其按照日天然径流分、调节性能、机组类型、布置特点等进行分类。以调节性能为例，可以将蓄能装置具体分为日/周/季三种类型。该类型的蓄能方式，具有着与众不同的特点，比如说，在储能量方面，拥有着十分显著的优势。并且，因为技术水平的优越性，在新能源发电领域的应用比较普遍，所呈现的发展效果比较理想。该装置在电网系统内部拥有着不可替代的功能，比如说可以作用频、相的调节，相较于其他储能措施，投入成本相对较低，适合大规模应用。

3 新能源发电与储能装置结合发展
新能源发电技术要与储能装置相结合发展，这样才能更高效地发展，主要以太阳能发电为主，其大部分的电力用于电力输出，另一部分需要被储存起来，以达到更高效地能源利用。这样对储电装置的要求就非常高，不但要有强大的储电容量，而且也在输电时要能稳定地传输。对于此类储电装置的成本也是非常有必要考虑的，在各地区太阳能发电机的安装完善储电装置也要不断提高其储电容量，这样就加大了储电装置的运营成本，要在这种矛盾的运行中找出最合理的运行办法。
储能新型能源的开发是解决能源短缺的最主要办法，但储存能源建设才是最根本的目的。我们要顾头顾尾，既要开发探索新型能源也要发展研究更高效的储能装置，齐头并进才能稳固发展。在新能源的开发道路上会遇到诸多困难，比如技术的约束、资金的短缺以及环境的污染等都是发展道路上的绊脚石，我们除了要克服这些外在的问题，也要了解内在问题并一一提出对策。新型能源的研究是一项造福全人类的工程技术，在当下环境污染和资源短缺的背景下这项技术显得迫在眉睫，只有找到更高效更清洁的能源便是掌握了世界人类命运的方向。除了要考虑新能源的发展建设更要考虑能源储存问题，要将产生的每一份能量都不能浪费，储存起来待到用时再输送出来，这样不但可以提高能源的有效利用率，更能减少能源的生产总量，从最根本上解决能源短缺的危机。

参考文献：
[1]蔡兴桐.储能技术在新能源发电中的应用[J].城市建设理论研究(电子版),2019(11):2;
[2]李俊正.谈储能在新能源与电网协调发展中的重要作用[J].经济师,2020(1):284-285.