新能源發(fā)電的儲(chǔ)能技術(shù)

標(biāo)簽：新能源發(fā)電 儲(chǔ)能技術(shù)

摘要：結(jié)合國(guó)內(nèi)外各種新能源發(fā)電狀況，介紹目前應(yīng)用于新能源發(fā)電系統(tǒng)中的各種儲(chǔ)能技術(shù)。

由于風(fēng)能、太陽(yáng)能、海洋能等多種新能源發(fā)電受到氣候和天氣影響，發(fā)電功率難以保證平穩(wěn)，而我們知道電力系統(tǒng)要求是供需一致，電能消耗和發(fā)電量相等，一旦這平衡遭到破壞，輕則電能質(zhì)量惡化，造成頻率和電壓不穩(wěn)，重則引發(fā)停電事故，為了解決這一問(wèn)題，在風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電或者太陽(yáng)能熱發(fā)電等新能源發(fā)電設(shè)備中都配備有儲(chǔ)能裝置，在電力充沛時(shí)，多余電力可以儲(chǔ)存起來(lái)，在晚上、弱風(fēng)或者超大風(fēng)發(fā)電機(jī)組停運(yùn)或者停運(yùn)機(jī)組過(guò)多，發(fā)電量不足的時(shí)候釋放出來(lái)以滿足負(fù)荷需求。

1 蓄電池

蓄電池有著漫長(zhǎng)的歷史。鉛酸蓄電池是最老也是最成熟的，可組成蓄電池組來(lái)提高容量，優(yōu)點(diǎn)是成本低，缺點(diǎn)是電池壽命比較短。此后各種新型蓄電池相繼研發(fā)成功，并逐漸應(yīng)用于電力系統(tǒng)中。蓄電池儲(chǔ)能得到廣泛應(yīng)用。風(fēng)力發(fā)電、太陽(yáng)能光伏發(fā)電中，由于發(fā)電受季節(jié)、氣候影響大，發(fā)電功率隨機(jī)性大，蓄電池是必備的儲(chǔ)能裝置。

2 抽水儲(chǔ)能電站

在電力系統(tǒng)中，用抽水儲(chǔ)能電站來(lái)大規(guī)模解決負(fù)荷峰谷差。在技術(shù)上成熟可靠，容量?jī)H受到水庫(kù)容量的限制。抽水儲(chǔ)能是電力系統(tǒng)中應(yīng)用最為廣泛的一種儲(chǔ)能技術(shù)。抽水儲(chǔ)能必須具有上下水庫(kù)，利用電力系統(tǒng)中多余的電能、把下水庫(kù)(下池)的水抽到上水庫(kù)(上池)內(nèi)，以位能的的方式蓄能;現(xiàn)在抽水儲(chǔ)能電站的能量轉(zhuǎn)換效率已經(jīng)提高到了75%以上。

除蓄電池和抽水儲(chǔ)能電站這些儲(chǔ)能方式，新發(fā)展起來(lái)的有超導(dǎo)儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超級(jí)電容器儲(chǔ)能、氫儲(chǔ)能等。

3 超導(dǎo)儲(chǔ)能

超導(dǎo)儲(chǔ)能系統(tǒng)(SMES)利用由超導(dǎo)線制成的線圈，將電網(wǎng)供電勵(lì)磁產(chǎn)生的磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在需要的時(shí)候再將儲(chǔ)存的電能釋放回電網(wǎng)或作為它用，超導(dǎo)儲(chǔ)能主要受到運(yùn)行環(huán)境的影響，即使是高溫超導(dǎo)體也需要運(yùn)行在液氮的溫度下，目前技術(shù)還有待突破。文獻(xiàn)[1]建立了超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置在暫態(tài)電壓穩(wěn)定性分析中的簡(jiǎn)化數(shù)學(xué)模型，仿真結(jié)果表明，超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置安裝在動(dòng)態(tài)負(fù)荷處，采用無(wú)功-電壓控制方式能夠有效地提高系統(tǒng)的暫態(tài)電壓穩(wěn)定性。

4 飛輪儲(chǔ)能

飛輪儲(chǔ)能是一個(gè)被人們普遍看好的大規(guī)模儲(chǔ)能手段，主要源于三個(gè)技術(shù)點(diǎn)的突破，一是高溫超導(dǎo)磁懸浮方面的發(fā)展，使磁懸浮軸承成為可能，這樣可以讓摩擦阻力減到很小，能很好地實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能供能;二是高強(qiáng)度材料的出現(xiàn)，使飛輪能以更高的速度旋轉(zhuǎn)，儲(chǔ)存更多的能量;三是電力電子技術(shù)的進(jìn)步，使能量轉(zhuǎn)換，頻率控制能滿足電力系統(tǒng)穩(wěn)定安全運(yùn)行的要求。文獻(xiàn)[2]驗(yàn)證了飛輪儲(chǔ)能裝置的有效性，可以對(duì)電壓和波形質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)視和控制。文獻(xiàn)[3]提出了用于電力系統(tǒng)的飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)基本構(gòu)成方式，并采用四階龍格庫(kù)塔方法對(duì)其進(jìn)行了仿真計(jì)算。成功進(jìn)行了飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)加速儲(chǔ)能實(shí)驗(yàn)以及飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)與電力系統(tǒng)同步運(yùn)行控制試驗(yàn)，為研制大容量飛輪儲(chǔ)能系統(tǒng)奠定了基礎(chǔ)。