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科技論文

儲能技術(shù)與大規(guī)模新能源并網(wǎng)

引言


在全球范圍內(nèi),人們越來越重視能源保護(hù),也越來越重視環(huán)境保護(hù)。因此,加快新能源發(fā)展,促進(jìn)新能源發(fā)展已成為國際共識。光伏風(fēng)電產(chǎn)生的分布式電源已迅速應(yīng)用于應(yīng)用。分布式電源與配電網(wǎng)的結(jié)合可以有效提高新能源電能的利用效率,減少對環(huán)境的污染。同時,相關(guān)研究發(fā)現(xiàn),新能源分布式電源在配電網(wǎng)終端的應(yīng)用接入,提高了用戶端電能質(zhì)量的可靠性。孤島微網(wǎng)還可以為偏遠(yuǎn)地區(qū)的供電和臨時用電提供便利,從而達(dá)到大規(guī)模供電的目的。


1新能源類型


目前,風(fēng)力發(fā)電、太陽能光伏發(fā)電、生物質(zhì)能發(fā)電等都是新能源。其中,所謂風(fēng)力發(fā)電,是指在風(fēng)力資源充足的地區(qū),建立風(fēng)力發(fā)電網(wǎng),讓風(fēng)吹葉片,在葉片旋轉(zhuǎn)過程中,會促進(jìn)齒輪箱,齒輪箱使用發(fā)電機軸承促進(jìn)發(fā)電機運行,使出口端三相電接入大電網(wǎng),將風(fēng)轉(zhuǎn)化為電能。風(fēng)力發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用是一種相對成熟的發(fā)電技術(shù),已廣泛應(yīng)用于世界各地,其輸出能力與風(fēng)場、風(fēng)速、風(fēng)力發(fā)電網(wǎng)建設(shè)位置密切相關(guān)。它是新能源發(fā)電的主要組成部分。太陽能發(fā)電是指太陽能光伏板吸收太陽光產(chǎn)生的電,通過光伏板收集光能,光伏板串并聯(lián),使電壓等級達(dá)到一定范圍,將電能儲存在電池中,然后通過不同的負(fù)載釋放,逆變器轉(zhuǎn)換為交流電和直流電,光伏發(fā)電無燃料、無污染,不受區(qū)域電網(wǎng)調(diào)度的限制。目前,我國正在積極推進(jìn)光伏發(fā)電,實施農(nóng)村自用政策,既能滿足貧困地區(qū)的用電需求,又能促進(jìn)貧困地區(qū)的收入增長。小型燃?xì)廨啓C發(fā)電是以天然氣和甲烷為原料,完全燃燒后,熱驅(qū)動渦輪驅(qū)動發(fā)電機,產(chǎn)生電能。為了減少對環(huán)境保護(hù)的影響,我國熱電聯(lián)產(chǎn)行業(yè)在我國北方大規(guī)模采用小型燃?xì)鉁u輪機進(jìn)行電力生產(chǎn),是電力DSM研究的重點。生物質(zhì)能發(fā)電是通過生物系統(tǒng)進(jìn)行光合作用,將廢物和垃圾轉(zhuǎn)化為儲能,從而減少生產(chǎn)和生活中的垃圾數(shù)量。它還具有減少環(huán)境污染的優(yōu)點,廣泛應(yīng)用于農(nóng)業(yè)及相關(guān)領(lǐng)域。


2.儲能技術(shù)與大規(guī)模新能源并網(wǎng)


2.1抑制風(fēng)電并網(wǎng)的功率


隨著我國風(fēng)電場建設(shè)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,逐漸成為電力系統(tǒng)的主要組成部分。但在并網(wǎng)過程中,對整個電力系統(tǒng)產(chǎn)生了一系列負(fù)面影響,電壓穩(wěn)定性難以解決,必須對電網(wǎng)進(jìn)行高效的無功補償,需要合理使用儲能技術(shù)。例如,結(jié)合儲能技術(shù),對風(fēng)電場進(jìn)行建模分析,討論并網(wǎng)過程中的電壓變化和功率參數(shù)變化,建立高效的風(fēng)電儲備協(xié)同控制方案,調(diào)整無功功率和有功功率的儲能和容量配置,實現(xiàn)功率的頻繁變化,穩(wěn)定并網(wǎng)的輸出功率。


2.2利用儲能技術(shù)穩(wěn)定電力系統(tǒng)的頻率


新能源輸出也會影響整個電網(wǎng)的運行效率,新能源輸出具有很強的間歇性和不穩(wěn)定性,使輸出變化很大,導(dǎo)致整個電網(wǎng)運行效率很低,特別是在新能源大規(guī)模接入后,如果新能源輸出波動很大,將對整個電網(wǎng)的穩(wěn)定性構(gòu)成很大的威脅。因此,需要使用儲能技術(shù)來穩(wěn)定電力系統(tǒng)的頻率。例如,在風(fēng)中發(fā)電時,可以增加蓄電池儲能系統(tǒng),在儲能系統(tǒng)的幫助下完成電力系統(tǒng)的功率補償,以確保頻率的一致性。此外,通過不斷優(yōu)化儲能系統(tǒng),還可以延長風(fēng)電系統(tǒng)的使用壽命,從而降低整個電力系統(tǒng)的成本。此外,儲能技術(shù)還可以解決新能源發(fā)電的“間歇性”問題,成為新能源電網(wǎng)的后備源,提高電網(wǎng)的可靠性。


2.3利用儲能技術(shù)優(yōu)化電力系統(tǒng)的電能質(zhì)量


新能源電源具有很大的不穩(wěn)定性。因此,并網(wǎng)時容易出現(xiàn)電壓下降、閃變等問題,嚴(yán)重影響電網(wǎng)的正常運行。因此,蓄能技術(shù)的使用可以有效緩解新能源電源接入造成的電網(wǎng)的不良后果。例如,在風(fēng)電場使用飛輪可以穩(wěn)定其輸出功率的波動,從而實現(xiàn)高效的電網(wǎng)質(zhì)量優(yōu)化。還可以在新能源并網(wǎng)中添加超級電容器,利用模糊的邏輯控制來調(diào)節(jié)電力質(zhì)量。低壓穿越時,利用儲能系統(tǒng)剩余電容器進(jìn)行電壓協(xié)同補償,解決了電力質(zhì)量下降的問題。


2.4利用儲能技術(shù)提高新能源并網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性


因為新能源接入電網(wǎng),會有很大的影響,其輸出功率會有很大的波動,所以為了更好地提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性,需要增加儲備能力,這必然會增加電網(wǎng)的投資,儲能技術(shù)可以減少這些投資,只要新能源接入電網(wǎng),就能保證電網(wǎng)的穩(wěn)定供電。例如,當(dāng)風(fēng)電接入電網(wǎng)時,采用抽水蓄能的形式,以提高風(fēng)電接入電網(wǎng)的穩(wěn)定性。在此基礎(chǔ)上,以最大電價收入為目的,以最小風(fēng)電場輸出為目的,以最小風(fēng)電場輸出為目的,分別建立相應(yīng)的風(fēng)電場和蓄能方法,分別進(jìn)行相應(yīng)的穩(wěn)態(tài)控制,同時提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性,減少風(fēng)電場的投資。


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