□韩策禹
随着社会经济的快速发展和居民生活质量的提升,电力能源的需求也与日俱增,传统电力系统已难以满足现代社会与用户需求,若未能及时升级优化,不仅会干扰社会生产生活秩序,也将制约经济的可持续发展。
关键词:电力储能技术;新能源电力系统;应用
通过大规模开发风能、太阳能、潮汐能等新能源,有效改善传统电力系统发电结构。但是,新能源发电具有波动性、间歇性等特性,不利于电力系统的稳定运行。储能技术凭借高效能量存储与灵活释放的特性,可以有效弥补新能源发电的不足。
电力储能技术在新能源电力系统中的应用意义
有利于推动清洁能源发展
储能技术的引入,可以有效解决光伏发电系统间歇性较高、光热发电系统经济性不足等问题。这不仅能够提高电力系统中清洁能源的占比,还能够增强清洁能源在电力市场中的竞争力,进而推动清洁能源的发展和创新。
有利于优化电力系统运行
储能技术具备良好的储点性能和响应快速的特点,在需要用电时,可以瞬间释放大量的电能,满足电力系统对电能的需求,大大提高了电力系统的平稳性。同时,储能技术也是电力系统“削峰填谷”的重要手段,能够有效缓解用电高峰时段电网的供电压力,避免因负荷过高导致的设备过载、电压波动等问题。
电力储能技术在新能源电力系统中的具体应用
在光伏发电系统中的应用
随着城市的快速发展,人们对清洁能源的需求和呼声也越来越高。光伏发电系统作为清洁能源重要的组成之一,其地位和价值愈来愈高。不过,光伏发电系统和风力发电系统都存在一个“致命问题”——能源提供具有很大的波动性和间歇性。为此,科学家、能源专家提出了物理储能光伏电能的方案。简单来说,就是利用物理储能技术(储水能或压缩空气),将光伏发电中富余的电能存储起来,等到需要使用时再对其进行释放。常见的储能技术包括以下几种。第一,电磁储能技术。该技术类似手机的充电宝,通过超级电池将光伏发电中富余的电能储存起来;第二,化学储能技术。它可以将光伏发电的电能利用燃料电池,将其转换成化学能进行储存;第三,储水能技术。即利用水塘、水库等储水体系作为储能载体,从而将光伏发电产生的电能转换成水能储存起来。
在光热发电系统中的应用
光热发电系统是一种利用太阳能将热能转化为电能的发电技术,其核心原理是通过聚光装置收集太阳能,将光能转化为高温热能,再通过热循环系统驱动发电机发电。光热发电系统,虽然是一种非常不错的清洁能源,但是,在稳定性和经济性方面并不理想,因此,可以尝试增加储能系统。储能系统的接入,一方面可以收集富余电能,解决稳定性问题,另一方面可以通过“削峰填谷”的方式,提升光热发电的经济性。光热发电系统可以对接的储能系统,主要包括两种:相变储能和蓄热储能。其中,相变储能技术的原理是利用物质在发生相变过程中吸收或释放潜热的特性,实现热能的储存与释放。在光热发电系统中,该技术凭借其独特的储能优势,得到了广泛应用。蓄热储能可以将太阳能辐射所产生的热能进行储存,进而提高光热发电系统的运行效率与稳定性。
在风能电力系统中的应用
风能电力系统在使用过程中,容易出现功率输出不稳定以及设备运行安全问题。为此,科学家提出了安装储能装置的想法。储能装置的设置,不仅可以提高电流、电压的稳定性,合理调节电力系统,还可以根据实际情况灵活调整电力供应方案。其原理是在风能电力系统出口端线位置安装储能装置,既可以保证系统的正常放电,又可以很好地解决储能问题,大大提高了风能电力系统的管理效率。另外,随着科技的发展,风力发电技术和电网的联系越来越密切,科学合理的储能设备,可以让风力发电系统在电力“削峰填谷”中发挥重要的作用。不过,储能设备的选择一定要合规、合格,由于风电系统设备在运行期间功率较大,时常会出现闪变现象以及偶发雷电闪烁情况,如果动态储能设备没有及时安装或是安装的储能设备不合格,会严重影响风能电力系统的稳定性。
在机械发电系统中的应用
相较于风能系统与光伏系统,机械发电系统的能量转化相对复杂一点,但是,其能量输出稳定性更强。机械发电系统,在储能选择上应当优先考虑物理储能技术,该技术可以有效提升电能储存质量。如果想要实现高效率压缩空气储能,则需要深入剖析压缩机、涡轮机等机械设备的工作原理与应用模式。
结语
在新能源大规模接入电网的趋势下,储能技术已成为保障电网稳定运行的关键手段。然而,受限于当前技术发展水平,储能技术仍旧面临诸多瓶颈和问题,亟待通过技术创新,提升其适配性与可靠性,从而为我国电力行业的可持续发展提供有力支撑。
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(作者单位:中车大连机车车辆有限公司,辽宁 大连116022)