新储能技术在新能源电力系统的应用研究

北京北咨能源环境工程技术有限公司 刘 洋

引言

结合我国当前的能源结构情况来看，传统能源和新能源在电网系统的应用中具有一定的复杂性，新能源电力系统的建立缺乏稳定的运行基础，为此人们重视储能技术在新能源电力系统中的应用，保障新能源利用率的提升，促进社会长足发展。

在我国现阶段的新能源理念推进下，人们对该领域的开发和拓展研究也不断深入，并且将能源转化的研究重心也放在了太阳能以及风能等自然能源的利用领域，通过现代化设备实现能源转化，也是促进电力系统稳定运行的重要基础。相比于以往的能源应用来看，风能和太阳能等新能源转化实现电力系统的功能，这种方式一般很容易受到自然环境所影响，同时在外部因素的影响下，还会表现出间歇性的缺陷。然而想要更好地运用新能源实现电力系统的发电，提高电网运行的稳定性，必须开展进一步的研究，以往的新能源发电很难维持电网稳定运行，甚至经常出现各类电力系统运行故障。

在风力发电系统中，倘若风力系统的装机占据系统比例较小时则很难维持系统运行，如果装机比例较大，那么也影响正常运行的稳定性，因此需要充分发挥储能技术优势，构建储能系统、降低风力发电受到外部因素的影响，从而提高电网运行的可靠性、输出稳定的电能。由此可见，储能技术是促进新能源电力系统可持续发展的重要前提，同时也是推进新能源领域发展的重要举措。

1 推动新能源电力系统中储能技术的发展举措

整合多种力量，推动新能源发展。从新能源领域在我国发电技术的要点分析，现阶段新能源发电领域的拓展也将面临新形势带来的巨大挑战。为了确保新能源技术稳定有序发展，政府部门必须大力支持和帮助，根据我国现有的新能源发电实际情况制定一套完善的执行标准，同时也为新能源电力系统提供强大的发展动力[1]。另外，各地方政府职能部门也要尽好自己的职责，不断探索电力新能源的重要应该与价值。

做好科学规划。为了让实现我国在新能源领域的长远发展，当务之急最关键的问题在于做好新能源领域长足发展的重要规划，并且保证规划具有一定的可实施性，在落实各项规划工作时，也要满足绿色、节能、环保等可持续发展理念，遵循这些原则才是推进新能源长远发展的重要途径。基于我国当前市场需求的分析，制定出符合新能源发展目标的规划方案[2]。结合新能源领域提出的全新发展目标，也要全面探索新能源发电技术的应用和发展。但是针对当前该领域发展中面临的困境也要提出最有效地解决措施，从而有效促进现代电力发展水平的提升。

全面提升新能源发电技术可靠性。在我国现阶段的新能源发电技术发展，实际应用中实现并网运行一直是该领域的重要问题，也是推动新能源技术不断发展的关键途径。而电力系统自身的供电能力得到有效提升，由于传统电力系统的影响，使整个电网运行的环境变得十分复杂，必须有效开展电网内的电路合理控制，对整个电网结构进行重新规划，才能更好地发挥出新能源发电技术在新型电网系统中的作用，提高应用可靠性[3]。

重点解决供需矛盾问题。基于新能源发电技术的实际应用角度来看，其最早出现于我国的发达城市电力建设中，在应用中也要确保新能源发电技术与实际情况进行有效融合。随着我国现代科技水平的不断提升，也要重点关注与电力分布不均衡的问题，对尚未得到快速发展地区的持续性电力工作进行有效部署，推进新能源电力技术的广泛应用。

2 储能技术在新能源电力系统中的实际应用

2.1 太阳能发电技术

结合当前我国新能源领域的发现情况看，现阶段将新能源的研究重点已放在太阳能源的转化利用中，并积极探索太阳能转化电能，实现并网运行的效果。实现太阳能发电技术为人们提供丰富的电力能源，最根本的是要依靠太阳能具备的可再生性特征。从太阳能这种新型能源的特点来看，它与传统化石能源相比具有丰富的能源储备，同时能源的稳定性更高，太阳能可基于现代化设备实现电能转化的效果，在当前技术手段中，人们通过太阳能池板来收集太能能，并对收集后的太阳能进行处理、发生光电效应。

此外，太阳能相比于其他的新能源来说利用率较差，所能够转化的电能也十分有限，很难实现大功率电力系统的供电需求，所以也只能应用在一些小功率的电力系统和设备电能供给中，确保太阳能发电技术的有效应用。另外，研究人员也要对太阳能的应用技术展开深入研究，并且重视探索全新技术手段，使太阳能可真正走向更广阔的能源利用领域，发挥太阳能的利用效果[4]。

2.2 地热能发电技术

地热能发电技术的原理是通过地热所产生的能量，然而这种能量主要来自于地球内部的一种天然能源。地球在自转过程中，地心会不断产生高额的热量，随着地层不断传递，这种热量也能够被人们所开发和利用。虽然我国现阶段的技术水平还无法达到地热能的全面应用，但是人们利用地热能源散发出的热量进行采集，它能够将这些地热能转化成发电能量，并把这种能量运用到城市供热或者电力系统中，这也成为了中国现代洁净能源的主要代表之一。

另外，由于地热发电在系能源发电体系中的能利用显示出运行简单等优点，在中国新型或现代电力系统的实际应用中也有着不错的使用效益。为实现地热能源在当前洁净燃料发电体系中的高效运用，保证热动力系统的长期稳定性，并符合洁净能源的新特点，在人们对当前地热能发电技术的深入研究中，要关注当前洁净能源发电应用的现实需要，全面开展发电关键技术的研究，同时也要根据当前地热能发电技术在现实运用中出现的新问题进行经验累积与总结，并选择针对性较强的机器学习技术，以增强企业的技术创新意识。

2.3 风能电力系统

在新能源电力系统发展层面分析，风能是我国新能源应用最广泛的能源之一，也是实现新能源发电系统应用的代表能源，在电力系统中的应用十分普遍。当新型电力系统中引入风能时，可全面提升新能源电力系统运行的稳定性，而通过储能技术的应用也进一步实现了风能转化效率，将风能电力系统中产生的功率进行全面优化，确保电能转化可维持电力系统的持续运行。然而风能电力系统的实际运行中，也融合了超导能的储能技术手段，采用这种新型的储能技术，可实现电压等各类问题的科学处理，为风能应用期间的运行安全提供保障，改善电力系统中存在的线路短路及风速降缓而影响发电等现象。

结合当前我国资源储备角度分析，风能也具有十分丰富的储备量，相比于水资源风能的储备量已经超出其数十倍，通过风力发电系统的建设，在转化原理上主要是通过风能转化为机械能，然后通过发电机等设备将机械能转化成电能，将转化后的电能并入电网系统，从而实现风能发电的有效运用。基于技术层面分析，风能电力系统的实际应用主要体现在以下层面：

风机类型：根据装机容量所设定的容积标准，可对风机类型进行大型、中型和小型等三种类型的划分。一般风机的容积越大，那么在装机结构中其扇叶的长度也要越长。在风机发电系统的运转时，风机的容积也可分为恒速与变速两种形态。

设备的组成和功能：在风力发电系统中，风机设备中风轮主要由叶片组成，而叶片设计的形状将直接影响风能采集能力。在风机的长程运转时，风机的风速超过切出风速，那么则采用叶尖来达到制动效果，但在风机叶片在运行中也会经常出现叶片表面出现腐蚀或覆冰等现象，这时必须对叶片进行有效维护，才能有效保障风机的稳定运行，提高风力发电技术应用的有效性。

风机管理技术：通过并网发电机的应用，能够达到对发电机变速情况的有效监控，而通过并网技术的运用，为了达到对电机风速的合理把控，还能够利用模糊控制方法来实现叶片调控效果，同时对风轮气动的特点进行了精确预报。假设风力发电机处在并网状态下，则为保证对无功功率的合理吸收、增加供电运行安全性，还可设置SVC 补偿装置，合理调控电网工作状况。

2.4 光伏发电技术

根据从地球上所释放出来的能量状况分析，太阳辐射是地球能量释放的最主要部分，而利用太阳光对地球产生的辐射，就能够释放辐射，并同时给地球提供了稳定的能量。太阳光每时每刻都会传递大量的电能，而一旦可做到这种能量的高效使用，将为中国新能源领域的发展提供新突破。太阳光照射所形成的能量相当于500万吨煤等化石燃料形成的能量储备，所以太阳光辐射能量有着巨大的使用价值，同时在实际使用中也可体现出很大的环境经济效益。

光电效应：当特定的电磁波照射在物质上时，可确保物质中的电子成分受到激活成为电子，太阳能光伏发电系统的发电设备主要是通过蓄电池和控制器的有效融合，达到光伏发电效果。

电池组：结合我国当前的光伏发电技术来说，也可制作出丰富的电池类型，而在电池组的应用中，使用最为广泛的就是晶硅电池，这种晶硅电池又可分为单晶电池和多晶电池两个类别。从晶硅电池的功能分析，在硅基薄膜中的光伏电池，其实际应用中存在一定的功能缺陷，化合物薄膜也会造成生态环境的污染。此外聚光光伏电池也要实现额外的散热器配置，从而导致应用成本也比较高。

光伏阵列：这种阵列方式需要得到单轴光伏组件的支持，从而有效提高光伏发电系统的工作效率。而固定组件性能也会由于光伏阵列得到一定提升，采用双轴跟踪组件可使效率达到比原有基础上高30%以上，为了全面提高光伏发电系统的应用效率，也要重视光伏发电安装环节的有效控制。

逆变器：对于逆变器的使用来说，具有多种逆变器类型，而且每一种类型的功能都表现出一定的差异性，以组串式逆变器的应用为例，该逆变器具有丰富的MPPT 路数，而且逆变器的组件配置成本高，在维护时也需要对多个点位进行维护，因此广泛用于山区发电系统。

光伏电站SVG 调压技术：光伏电站的运行经常会受到各类因素的影响，从而产生电压稳定性不足，而在光伏电站中设置SVC 调压系统可达到良好的电压调节效果，其原理是通过恒电压与恒功率来实现电压的稳定调节。电压调节状态中，恒功率也可有效控制光伏电站的日常运行状态，同时结合动态变化的需求作出有效的无功调节。在系统的内部电压高于额定电压后，恒功率控制就无法保证电压的实际调节需求，所以必须同时开展恒电压控制。

PID 效应：当电位始终处于一个状态下，光伏组件也会受到长时间的影响出现衰弱等问题。而在电压的长时间运行中，由于受到各种因素的影响也会出现组件性能下降，导致运行效率大打折扣。在温度和湿度环境都较大情况下，PID 效应也会随之上升，所以须针对这一现象采取有效的应对测量。可通过科学的系统处理引入现代工艺手段，如通过逆变器并网应用对PID 效应进行有效抑制，从而避免PID 效应对光伏发电系统运行产生的影响。

另外还可实现组件升级，在分析光伏电网中PID 效应的问题时，能准确找出PID 效应的产生原因是通过高湿度所造成的，为有效避免PID 效应的产生，可通过组件的设置来提高密封性，优化组件生产工艺，同时提高EVA 的抵抗力，降低PID 效应所带来的影响。最后也要做好电池控制，对于PID 效应来说，要切实展现出电池的作用，如可改变SiN 减反层来实现。