新能源电力系统中储能技术运用研究

摘要：随着全球能源需求的持续攀升及环境保护意识的日益增强，新能源电力系统的蓬勃发展已成为应对能源短缺与环境污染问题的核心策略。储能技术，作为新能源电力系统不可或缺的一环，对于提升电网稳定性、促进能源优化配置发挥着至关重要的作用。本文深入剖析新能源电力系统中储能技术的分类及应用，旨在为新能源电力系统的未来推进提供有价值的参考。

关键词：新能源电力系统；储能技术；运用

中图分类号：TK02文献标志码：A

引言

近年来，我国新能源发电领域取得了显著进展，风电、太阳能等可再生能源在电力供应中的比例持续攀升。然而，可再生能源发电固有的波动性和间歇性问题，给电网的安全稳定运行带来了新的考验。储能技术作为一种高效的应对手段，能够在新能源发电与电网之间发挥关键的缓冲与调节作用，进而增强电网的稳定性，提升能源的整体利用效率。

1我国新型储能发展现状

2021年以来，随着风光发电装机规模快速增长，新型储能需求明显增加，同时随着相关支持政策陆续出台、技术不断进步，我国新型储能产业呈现出爆发式增长态势。根据国家能源局数据统计，2023年，我国新型储能新增装机规模约2260万千瓦/4870万千瓦时。截至2023年底，全国已建成投运新型储能项目累计装机规模达3139万千瓦/6687万千瓦时，平均储能时长2.1小时，已成为全球第一大储能市场和储能产品提供国家。截至2024年9月底，我国新型储能装机规模进一步扩大，已建成投运新型储能5852万千瓦/1.28亿千瓦时，较2023年底大幅增长约86%。

2储能技术的分类及其特点

储能技术是一种可将某一时间段及空间点上的电力能量予以储存，并在另一个有需求的时间段和空间点上进行释放的技术，该技术能够针对电能供给与需求之间存在的时间差匹配性加以调整。该技术的广泛应用使我国能源生产与分配的灵活性和可控性得到显著提升。储能技术包括了传统储能和新型储能，在新型储能中，包含了传统的抽水蓄能以外的技术，如新型锂离子电池和液流电池，具有简便选择地址、强大调节能力的优势[1]。

电化学储能通过电化学反应实现电能与化学能之间的相互转换，这对应于电能的存储和释放过程。根据温度的差异，电化学储能可分为室温电池和高温电池两类。其中，室温电池主要包括铅酸电池、锂离子电池和液流电池;高温电池主要为钠硫电池。目前，铅酸电池和锂离子电池已实现了大规模产业化。

机械储能技术则主要包括抽水蓄能、压缩空气储能以及飞轮储能等。其中，抽水蓄能是目前应用最为广泛的机械储能技术。它利用电力在低谷时段将水从低处抽到高处储存，在高峰时段再放水发电，具有储能容量大、成本低廉且技术成熟等优点。而压缩空气储能和飞轮储能则具有响应速度快、建设周期短以及灵活性高等特点，能够在短时间内提供大量的电力支持[2]。

相变储能技术主要利用物质的相变过程来储存和释放能量，例如储热系统。这类储能技术特别适用于需要长时间储存能量的场景，如夏季蓄热以供冬季供暖。相变储能技术的优点是能够在储存和释放能量的过程中保持较高的效率，且对环境的影响较小。然而，它也有一定的局限性，如储能密度相对较低，以及需要特定的物质和条件来实现相变过程[3]。

电磁储能技术则主要包括超导磁储能和超级电容器储能等。这类储能技术的最大特点是响应速度快、能量转换效率高，能够在极短的时间内提供大量的电力支持。此外，电磁储能技术还具有环境污染小、可重复充电使用等优点。然而，由于技术难度较大且成本较高，电磁储能技术的应用范围相对有限。随着技术的不断进步和成本的逐渐降低，电磁储能技术有望在未来得到更广泛的应用。

3储能技术在新能源电力系统中的应用

3.1解决可再生能源发电的不稳定性

可再生能源，如风能和太阳能，因其间歇性和不可预测性，常常导致电力供应的不稳定。为了应对这一问题，储能技术被广泛应用于新能源电力系统中。当可再生能源发电过剩时，例如风力强劲或阳光充足导致发电量超过电网需求时，多余的电能可以被高效地储存到储能系统中。而当可再生能源发电不足，如风力减弱或夜幕降临导致发电量下降时，储能系统则可以释放之前储存的电能，确保电力系统的持续稳定运行。这种调节机制极大地提高了电力供应的可靠性和稳定性[4]。

3.2优化电力资源配置

储能技术在新能源电力系统中的另一个重要作用是优化电力资源的配置。通过先进的储能系统，可以实现电力资源的智能调度和分配。在电力需求低谷时段，储能系统可以吸收多余的电能，降低电网的负荷压力；而在电力需求高峰时段，储能系统则可以释放储存的电能，满足电网的紧急需求。这种优化调度不仅降低了能源损耗，还有效节约了能源成本，提高了电力资源的利用效率。

3.3精确测算设备使用寿命

为充分发挥新能源电力系统中储能技术的作用，需通过精确测算设备使用寿命，让投资者增强对项目的信心，同时在后续运营管理工作中制定完善的更换和升级策略。在储能技术应用期间，相关人员要深入研究分析不同工作条件下设备寿命的变化。例如，考虑不同的工作温度、负载情况等因素对设备寿命的影响。在储能设备关键部位安装现代化传感器，对电池电机以及超级电容器介质运行予以监视，全面监控其工作状态，并收集与设备运行性能相关的数据。同时，传感器可将收集的运行数据及时上传至系统后台，由系统后台运用各种信息的数据分析和机器学习方法处理相关数据，对未来一段时间内的设备性能变化进行预测。

3.4支持微电网的发展

微电网作为一种分散式的能源网络，正在逐渐成为新能源电力系统的重要组成部分。储能技术在微电网中的应用，使得微电网能够与大电网进行更加紧密的有机融合。通过储能系统的调节，微电网可以实现能源的优化配置和调度，提高可再生能源的利用率。同时，在微电网与大电网的连接和断开过程中，储能系统还可以起到平滑过渡和稳定电压的作用，确保微电网的稳定运行和电力供应的连续性[5]。

3.5在光伏发电和光热发电中的具体应用

在光伏发电系统中，储能技术的应用尤为关键。由于光照强度和日照时间的变化，光伏发电系统的发电量会随之波动。储能系统可以即刻响应这种波动，为光伏发电系统提供瞬时功率支持，确保电力系统的平稳运行。而在光热发电系统中，储能技术的应用则更加独特。光热发电系统通过集热器收集太阳能并将其转化为热能，再通过热机发电。理论上，通过热能的储存和释放，光热发电系统可以实现全天不间断的持续供电，进一步提高可再生能源的利用率和电力系统的稳定性[6]。

结束语

在我国新能源的开发与应用过程中，新能源电力系统与电网的连接始终面临波动性和包容性挑战。为解决这些问题，控制储能、混合储能和共享储能等技术被应用，完善了电力系统结构，保障了运行稳定性。为确保储能技术充分发挥作用，在新能源电力系统建设与运行期间，相关人员需精准测算各种储能设备的使用寿命，并实时收集、分析运行数据，据此合理调整设备及其系统响应速度。

参考文献

[1]唐佳佳，陈俊学.新能源电力系统中储能技术的应用与性能优化研究[J].中国品牌与防伪，2024（3）：58-59.

[2]王哲.储能技术在新能源电力系统中的应用[J].光源与照明，2024（1）：237-239.

[3]朱正印，刁智伟，毕素玲，等.新能源电力系统中储能技术的应用探究[J].电工技术，2023（增刊1）：253-255.

[4]张学健.新能源发电储能技术的应用策略分析[J].进展，2023（23）：58-60.

[5]李耀祥.储能技术在新能源系统中的应用探讨[J].城市情报，2023（13）：52-54.

[6]陈自松.新能源电力系统中的储能技术探讨[J].水利电力技术与应用，2023.