• 收藏
  • 加入书签
添加成功
收藏成功
分享

风力发电系统中储能技术的应用探讨

杨军宏
  
学术与研究
2024年5期
中国大唐集团有限公司宁夏分公司同心运维中心 宁夏 吴忠751100

摘要:我国在技术更新过程中,风力发电系统为国家经济发展创造了不可替代的支撑价值,各行各业在用电方面都需要风力系统给予支持。随着技术在不断创新,能源在科学利用方面,风力发电系统对于环境保护起到了积极影响。未来风力发电系统也是我国重要电能产出的途径,利用风能转化为电能,将风力发电量有效储存,能够进一步维护风力发电系统的稳定性以及电量合理输出。结合目前我国风力发电发展现状,以及储能系统的分类进行延展探究,探索优势储能措施,促进风力发电未来在电能开发领域中长远发展。

关键词:风力发电;储能技术;储能系统

1储能技术在风力发电系统中的应用价值

1.1促进发电系统稳定

我国目前在风力发电方面加大了资金投入和技术研发,越来越多领域所需要的电能都是由风力发电系统输出的,风力发电不仅能够在能源上凸显可再生性的优势,同时在整个系统运作方面也涉及了我国更多先进的电能开发专业技术,将储能技术与风力发电系统有效融合,能够更好地提高电能的质量和效率。未来国家要想在能源开发方面得到显著成效,风力发电系统需要进一步创新研发,提升其发电量和供电能力。从风力发电系统实际工作角度来看,应用储能技术能够将输出的电能有效存入到蓄电池中,既不影响风力发电的电量,又能够将存储的电能安全稳定地输送到千家万户,降低风力发电成本,当用电量达到高峰时,通过储存电能,能够进一步促进发电系统稳定,形成资源高效利用。

1.2延长储能系统寿命

风力发电系统在建设方面需要不同的设施设备以及施工技术,为了平衡输电量与用电量之间的关系,电力系统在工作频率上会不断地变动,尽量维持在稳定输出的范围内。应用储能技术,比如抽水储能系统可以长时间将风力发电输出的电能通过自身电能积累,延缓输电量,减轻风力发电系统自身风机工作频率,合理调节发电机功率输出,保证用户在用电时的电量平稳,同时也能够延长储能设备和发电设备寿命。

1.3调节传统电能配送

储能技术目前仍然在不断创新当中,将传统的发电系统电量通过调频长时间储存在储能系统当中,降低风力发电系统载电负荷,通过调节系统电能配送,让整个风力发电的电量能够得到低成本储存。目前我国应用的新型风电储能技术能够更加高效率地提高风电系统发电量,并将能量进一步吸收到储能设备当中,结合不同区域风力发电系统的整体电量供应规模,可以利用储存电能和实际产生的电能,共同促进各行业用电,提升电能输送效率。

1.4促进再生能源开发

未来风力发电仍然是我国电能输出的重要途径,甚至会成为主要电能输出方式。应用储能技术优化和提升风电系统的工作效率,这样不仅能够在行业内促进风能有效利用,还可以借助风力发电系统的整个工作原理,将储能技术应用到其他领域,能够更好地促进能源再生及利用,为我国不可再生资源的保护提供有力保障。储能技术在分类方面有诸多不同,但实质上都是以不同的介质将电能储存起来,以便于及时提供电量。将储能技术应用到风力发电系统,也是在做技术上的尝试。未来我国在储能技术方面仍然会不断创新,以此来维护能源开发及利用,促进生态环境有效治理。

2风力发电系统中储能技术的应用

为了促进能源持续利用,我国针对不可再生能源加大保护力度而提出了对可再生能源的开发及利用要求。风力系统目前建设方面来看,未来电能输出的主体将会给风力发电系统留有重要份额,储能技术对于风力发电的未来发展及转型升级会起到关键的促进影响。目前我国在储能技术方面主要可以分为机械储能、电磁储能、电化学储能、热储能、化学储能等五大类,而每一类储能技术还有不同的形式,其中,飞轮储能系统、超导储能系统、蓄电池储能系统是目前风力发电系统当中应用优势明显的储能形式。未来风力发电系统在建设方面会逐步创新,储能技术也会随之进行优化和转型。

2.1分布式储能技术的应用

风力发电系统当中所应用的电源形式以分布式为主,采用的是电量输出直达用户,但此项电池应用技术所存储的容量较小,未来在风力系统发展过程中,储能技术需要进一步创新。而分布式储能技术在实际发展当中有一项明显的优势则在于电量储存的可靠性强,稳定性高。传统分布式电源所发出的电能具有一定的不确定性,例如在不同的环境下,风力发电量多少很难预测。为了更好地促进电量的稳定,保持恒定输出水平,应用分布式储能技术能够将传统的发电装置进行有效切换,运用间接供电形式将传统复合电量储存到设备当中,达到过渡功能。最后通过分布式储能技术将用电装置与发电设备有效结合,将产生的电能进行存储。这样当风力发电设备受风力大小以及环境因素影响时,储能设备会将实现存储的电能输送给用户。将原本随机性、不确定性的电能能够平稳地输出,通过变流器向电网设备输送电能。同样,当风力发电量增加时,分布式储能技术也能将多余电量储存在发电装置当中,提升风力发电系统配电的灵活性和稳定性。

2.2飞轮储能系统的应用

飞轮储能系统是机械储能的重要形式,主要利用电动机带动飞轮高速运转,通过飞轮带动发电机将传统风能转化成电能。并借助风力发电机将风能转化成电能进行进一步储存。飞轮储能系统目前在风力发电当中的应用比较广泛,其主要优点在于其工作性能强,稳定性高且运行寿命长,当然也具有一定的缺点,其中最明显的则在于只有让飞轮不停地旋转才能够促进电量输出,然而自放电率较高。未来在使用过程中,飞轮储能系统也需要进一步创新,将传统的储能方式进行进一步改良,采用环保材料,利用高密度材料进一步降低电能的自动消耗,应用电子电流技术将风力发电设备所产生的电能,尽可能全部储存到飞轮储能系统当中。目前在风力发电方面应用飞轮储能系统主要倾向于无污染、使用寿命长等优势,目前在一些UPS和EPS中,发挥重要作用。另外,飞轮储能系统噪音小,维修频率低,目前在电力系统方面也被应用,在电力交流技术、碳素纤维技术和玻璃纤维技术等方面的开发,与现代科技有效融合。未来飞轮储能系统在使用方面需要进一步缩小系统体积和重量,提升储能效率。

2.3蓄电池储能系统的应用

蓄电池储能技术在众多领域有着广泛的应用,不仅延续时间长,同时蓄电池在工作原理以及技术开发方面仍然有着广泛的空间。从风力发电角度来讲,使用蓄电池技术主要是利用氧化还原反应,将电解液当中的正负离子相互交换而达到存放电的作用。蓄电池储能系统在材料使用方面有多种选择,随着技术的不断研发,目前应用于蓄电池当中的材料也在不断更换,目的是更好地提高电池的性能。传统蓄电池以电池为主,目前在蓄电池储能系统当中所应用的物质有钠硫电池,镍镉电池,锂电池,镍氢电池的通过正负极离子及电解质的充分作用,将吸收到的电能储存在系统当中,其储存电量多,使用寿命长,且能够循环利用等特点被应用到风力发电系统当中。但蓄电池储能技术仍然有着一定的弊端,比如成本高,存在安全隐患,且其中利用的化学元素对环境有着一定的威胁,并且随着蓄电池长期工作,其化学元素的密度会下降,也会影响电池的实际功率性能。未来蓄电池储能系统在风力发电系统当中应用,从技术角度方面要不断突破使用寿命的局限,探寻在蓄电池领域当中更为高效的化学物质,提升电能的稳定输出功率,并借助不同种类的蓄电池达到综合应用的效果。这样在发生不同化学反应时,蓄电池所储存的容量不会因为某一种化学物质减少或者密度降低而影响其储存性能,同时也便于风力发电系统及时调整储能设备。

2.4超导储能系统的应用

超导储能、超级电容储能属于电磁储能的主要形式,在实际应用方面,超导系统与其他系统存在着一定的差异,在实际工作当中主要是将电能首先转化成磁能进行存储,然后在使用时再将磁场能量转换成电能。超导储存是目前我国在电力系统当中应用比较先进的一项技术,未来超导储能系统也会在诸多发电领域有广泛的应用。目前针对超导储能系统来讲,其明显优势在于对电量损耗较少,能够提高电量存储效率,并且在整个能量转化过程中极大地减少电量的损耗。利用超导存储系统能够将风力发电传送的电能以最快速度转化成磁场能量。在整个转化过程中,能量的输出与飞轮储能系统存在着一定的相似之处,但所存储的形式有明显差别。超导系统主要以存储磁场能量为主,在放电时通过超导系统当中的能量转换将电量输送到配电网。虽然超导系统目前正在研发,但应用到风力系统当中的储能技术目前已经逐渐成熟,未来超导系统需要不断攻克的问题主要是提升电能转换率以及存储量提高等问题。

2.5混合储能技术的应用

风力发电系统当中所应用的储能技术,目前是我国在风力发电系统建设方面必须研究和创新的一个领域。针对目前风力发电系统当中所应用的储能技术,相关技术人员要结合每一种系统存在的弊端进行分析。虽然在工期和工作量上需要大量的精力和财力支持,但为了保护国家生态环境,促进能源科学利用,也要不断分析和研究能够对环境污染小且工作性能强、电量储存大的储能系统。在我国,不同地区应用的储能技术会有着明显差异。例如使用机械储能技术时,要分别探索抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能之间的差异,借助不同地区的地势和地理位置的优势,恰当选择储能方法,并针对风力发电系统目前的输电量以及系统稳定性进行有效分析。在未来风力发电设施建设方面,要结合混合储能技术进行应用,既要大胆尝试创新的储能技术方法,同时又要将储能设备及作用充分发挥,促进风力发电系统高效运行。

结论:总而言之,为了满足各行各业的用电需求以及国家能源保护,风力发电系统目前正逐步成为我国重要电量输出途径。在风力发电系统当中应用储能技术,结合不同技术种类,辅助发电系统对电量合理分配,应用到不同风力发电的环节当中,以确保整体工作效率得到有效提升和改善。借助传统储能技术的分类进行研究,然后从实际应用角度出发,进行实用性探索,充分发挥储能技术的应用价值,并在风力发电系统当中探索出更为高效且可行的储能系统,为推动我国风力发电事业发展奠定基础。

参考文献:

[1]李伟,井兴洋.控制技术在风力发电系统中的应用[J].中国高新科技,2022(16):144-146.

[2]张伟祥.风力发电企业税务风险识别及防范对策[J].质量与市场,2022(16):157-159.

[3]王业开.油气田风力发电系统一体化测试技术研究[J].石油石化节能,2022,12(08):72-78.

[4]辛博然.风力发电系统中储能技术的应用分析[J].现代制造技术与装备,2019(01):29-30.

[5]林书文,于炳成.储能技术在解决大规模风电并网问题中的应用前景探讨[J].价值工程,2020,39(25):220-221.

[6]任锐焕.智能配电网中分布式储能布局优化配置研究[J].电气应用,2021,40(4):31-35.

[7]付丹丹.储能技术在风力发电系统中的应用研究[J].电气技术与经济,2023(01):150-151,155.

*本文暂不支持打印功能

monitor