風電并網(wǎng)中儲能技術(shù)應用的探討

　　摘要：由于傳統(tǒng)的能源短缺和環(huán)境污染越來越嚴重，開發(fā)利用綠色環(huán)保的新能源已經(jīng)成為全世界關(guān)注的焦點。風電技術(shù)在我國新能源的應用中發(fā)展迅速。風力發(fā)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(wǎng)電壓、頻率不穩(wěn)定，從而降低電能質(zhì)量，影響電網(wǎng)的正常運行。對電網(wǎng)負荷造成危害，而且會造成整個電網(wǎng)的崩潰，給人們的生產(chǎn)和生活帶來巨大的損失，嚴重影響風電的發(fā)展。本文根據(jù)風力發(fā)電并網(wǎng)存在的問題及風電并網(wǎng)儲能技術(shù)的現(xiàn)狀，闡述了風力發(fā)電儲能技術(shù)應用研究進展，以供參考。

　　關(guān)鍵詞：風電并網(wǎng);儲能技術(shù);分析

　　隨著工業(yè)的蓬勃發(fā)展，資源被過度開發(fā)，造成能源浪費和環(huán)境污染，因此，大量能源供不應求。新能源的開發(fā)和研究是現(xiàn)代人需求的未來趨勢，尤其是風電資源的蓬勃發(fā)展。風力發(fā)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(fā)電也存在一些被動性，間歇性、不穩(wěn)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(guī)�；�的現(xiàn)象，對于風電并網(wǎng)也會給電網(wǎng)系統(tǒng)的安全穩(wěn)定性帶來威脅，因此儲能系統(tǒng)能有效避免風力發(fā)電的不穩(wěn)定性，進而提高風電場輸出功率的穩(wěn)定性和可控性，為國家能源結(jié)構(gòu)做出很大的補充，改善提高了電能質(zhì)量。

　　電力論文范例：海上風電安裝船的發(fā)展趨勢探討

　　1風電和儲能技術(shù)分析

　　風力發(fā)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(wǎng)規(guī)模的大小將對電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響。目前，我國電網(wǎng)的要求是立即發(fā)電和用電。它通過電網(wǎng)傳輸給用戶，由電器直接使用。它經(jīng)歷了源網(wǎng)絡負載的三個階段，中間沒有存儲環(huán)境。因此，風電集中并網(wǎng)、平穩(wěn)供電需要儲能技術(shù)的幫助。對于風電場而言，儲能對于解決風電并網(wǎng)問題具有重要意義。儲能系統(tǒng)具有動態(tài)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(tǒng)的穩(wěn)定水平。目前，我國風電裝機增量規(guī)模巨大，但浪費問題仍是整個行業(yè)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(nèi)，風電銷售價格將不具競爭力。在發(fā)電側(cè)的能源市場應用模式中，儲能在經(jīng)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(yè)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(chǎn)的效率，還可以為新興市場創(chuàng)造空間。

　　2儲能技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

　　現(xiàn)有的能源存儲技術(shù)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(guān)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(wǎng)的儲能問題，但是，整個風電電網(wǎng)的未來發(fā)展，仍不能適應電力系統(tǒng)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(chǎn)成本低、穩(wěn)定性好等特點。在目前階段仍然有很好的發(fā)展?jié)摿�。但是，這些能源存儲技術(shù)已經(jīng)不能適應未來風電并網(wǎng)的系統(tǒng)和穩(wěn)定發(fā)展。我國應繼續(xù)加強儲能技術(shù)在風力發(fā)電網(wǎng)中的應用研究，以期找到一種新型儲能介質(zhì)，取代傳統(tǒng)的儲能材料，提供完整的風電系統(tǒng)設備基礎，不斷滿足我國城市電力需求，推動經(jīng)濟繁榮。

　　3快速發(fā)展的風電對儲能技術(shù)的要求

　　作為一種清潔的可再生能源，風力發(fā)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(wǎng)發(fā)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(fā)電裝機容量達到4450萬千瓦，風力發(fā)電建設規(guī)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(shù)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(nèi)，中國風電等新能源發(fā)電行業(yè)將保持高速發(fā)展。

　　3.1目前我國風電建設規(guī)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(fā)展。據(jù)統(tǒng)計，我國風電裝機已達3107萬千瓦，但仍有近三成未實現(xiàn)并網(wǎng)。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(fā)電比重過大，會使電網(wǎng)的調(diào)頻調(diào)峰壓力增大，使電網(wǎng)遠距離傳輸?shù)募夹g(shù)要求和運行費用大幅增加。因此，風電場的大規(guī)模整合也給電力系統(tǒng)的運行帶來了一些新的問題：1)風力發(fā)電的隨機性和不可控性，對電力系統(tǒng)的規(guī)劃和穩(wěn)定運行提出了新的要求;

　　3.2風力發(fā)電在負荷波動特性上難以保持一致性，這使其調(diào)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(fā)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(zhì)量問題。風力發(fā)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(wǎng)過程中的波動需要通過常規(guī)電源和儲能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)來平衡，這已經(jīng)成為風電并網(wǎng)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(fā)電機組相結(jié)合，彌補風力發(fā)電對電網(wǎng)的各種影響，是比較合適的技術(shù)選擇。從能量儲存系統(tǒng)到風能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)，不僅可以有效減少風能對系統(tǒng)的影響，改善風力發(fā)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(tǒng)的經(jīng)濟性，提高對風力發(fā)電的接受力。

　　4儲能技術(shù)在風電并網(wǎng)中的應用

　　目前我國風電并網(wǎng)應用的儲能技術(shù)，主要是通過改變儲能介質(zhì)，該項目提高了整個風電并網(wǎng)的工作效率，保證了風電并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)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(shù)在風電并網(wǎng)中的應用。

　　4.1提高風電低壓穿透力

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

　　4.2降低風電的功率波動

　　國內(nèi)風電項目建設中，由于整個風電系統(tǒng)的輸出功率難以控制，造成整個風電系統(tǒng)在城市運行過程中不穩(wěn)定。在一定時期內(nèi)，如果整個風電一體化工程產(chǎn)生高電壓輸出，將導致全市電網(wǎng)癱瘓。隨著儲能技術(shù)的不斷完善，可對整個風電網(wǎng)絡的電壓和功率進行調(diào)節(jié)，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(shù)主要是通過在風電網(wǎng)中安裝變壓器，把高壓有效地轉(zhuǎn)換成適合于城市經(jīng)濟建設的直流電壓，從而保證整個電源系統(tǒng)的安全可靠。

　　4.3控制風電系統(tǒng)的運行頻率

　　隨著自然環(huán)境的變化，風力發(fā)電會產(chǎn)生隨機性強、不穩(wěn)定的輸出功率結(jié)果。所以在風電一體化項目建設中，需要考慮系統(tǒng)整體安全運行環(huán)境的影響。先準確預測周圍風況，再根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)分析，建設風電并網(wǎng)工程，保證整個風電系統(tǒng)頻率運行在一天之內(nèi)。另外，通過改變儲能技術(shù)，可以控制整個風電系統(tǒng)的頻率，使風電機組能夠隨風電功率的變化而調(diào)整，它還體現(xiàn)了整個風能系統(tǒng)的調(diào)節(jié)功能。該調(diào)速功能能夠確保整個風電并網(wǎng)工程系統(tǒng)始終能提供正常、穩(wěn)定的電壓，為整個城市化地區(qū)的生產(chǎn)裝置提供充足的電力。

　　4.4提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性

　　因此，提高風電并網(wǎng)項目的穩(wěn)定性是目前風電并網(wǎng)項目開發(fā)中面臨的主要問題。在我國傳統(tǒng)電力系統(tǒng)受到自然條件干擾時，這將使整個系統(tǒng)產(chǎn)生瞬時的不穩(wěn)定發(fā)電，造成整個發(fā)電機組產(chǎn)生的電壓與正常功率相差很大，從而使整個風電并網(wǎng)系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。風力發(fā)電并網(wǎng)工程中相關(guān)的儲能設備的安裝，自然條件干預下產(chǎn)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(wǎng)工程的穩(wěn)定運行。

　　結(jié)束語

　　在風力發(fā)電系統(tǒng)中引入儲能設施和發(fā)展儲能技術(shù)，可以使系統(tǒng)隨時儲存足夠的電能，不僅可以提高風力發(fā)電系統(tǒng)的運行穩(wěn)定性，而且可以大大改善系統(tǒng)運行的動態(tài)特性。因此，相關(guān)專業(yè)技術(shù)人員應充分學習、了解和研究常用的儲能方式，根據(jù)不同情況采用最合適的儲能裝置，以促進風電技術(shù)的高速高效發(fā)展。

　　參考文獻：

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

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

　　作者：徐勇

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