风电并网中的储能技术研究

风电并网中的储能技术研究

沈俪

福建晋江天然气发电有限公司福建泉州362200

摘要：在我国经济快速发展过程中，对于能源的需求也越来越多，在我国风电并网属于能源领域中的一项重大举措。在风电并网过程中，相关技术的研究非常重要，尤其是储能技术，储能技术的研究关系到电网对于风电接受能力。相比较于水利以及火力发电，风力发电的不确定性以及波动性都非常强，所以在进行控制的过程中控制难度也比较大，进行风电并网具有非常强的特殊性，需要应用非常特殊的储能技术，才能够实现风电并网运行稳定。在本文中就将基于此，对我国风电并网工作开展过程中储能技术的研究进行论述。

关键词：风力发电；风电并网；储能技术；研究

1.前言

经济全球化发展背景下与经济发展随之而来的就是能源以及环境问题，在全世界范围来讲都是非常重要的问题。对于能源的开发以及利用，在近些年来可再生能源以及高效能源的研究工作进展很大，尤其是针对于风力发电来讲，在风力发电已经成为一种成熟的可再生能源发电技术。风力发电无污染并且消耗低在现如今已经被广泛应用，在进行风电并网过程中却存在着很大的安全隐患，储能技术的研究就是为了解决这些隐患。在我国对于储能技术的研究已经具有一定程度的进展，所以本文就将基于此对现如今我国在风电并网过程中所应用的储能技术进行分析论述。

2.风电并网存在的问题

2.1功率不稳定

风力发电来讲，在进行发电运作过程中，其本身的功率就存在着不稳定性的特点，只因为在我国国内地域辽阔，所以布局大规模的风力发电，集中度非常高，因此在相邻的风力发电厂的输出力方面相关性非常强，因此也导致了在进行风电出力的过程中，其波动性会非常大。风电并网的过程中，风力发电这种较大的波动性以及不稳定性对于整个电力系统来讲所产生的影响将是非常严重的。

2.2风电并网链接较弱

因为在我国进行风力发电的过程中，风力发电场规模比较大，而且因为我国地域辽阔，所以各发电厂之间的距离也比较远。因此在远距离情况下，风力发电场与电网系统之间进行链接过程中，链接程度非常弱。因为在现如今进行风电并网过程中控制工作设计是通过假设介入强电网来进行的，所以这种链接程度较弱的现象会更为突出。

2.3稳定控制与故障保护问题

因为在我国传统的发电式同步发电机，而风力发电是通过电子结构来实现风电并网，其最大的特点就是动态响应。两者之间存在的差距非常大，因此在这种情况下，传统的电力系统其稳定控制以及故障保护问题越来越突出，难以得到有效的维护，整个电力系统的安全性也受到了严重的影响。为了确保在进行大范围供电时电力系统的运行能够安全并且稳定，相应的电网公司需要对风力发电场在处理波动以及无功调节等方面进行最全面的控制以及规定，这些控制以及规定导致相应的风力发电场难以达到并入电网的要求。在这种情况下，我国部分地区的风力发电场及风电机组存在着闲置运转的现象，浪费了很多资源。

3.风电并网中储能技术的研究

3.1风电系统低电压穿越能力提升

对于风力发电来讲，在其发展技术攻关过程中，低电压穿越能力一直是最难解决的一个问题，同时也是对风力发电稳定性产生重要影响的主要因素。对其低电压穿越能力进行提升，主要可以从单机以及风电场两个方面来着手。从风电机组着手对低电压穿越能力进行提升，主要可以采用两种策略。第一种策略是改进控制策略，在这种策略中不需要增加一些其他的硬件设施，因此在进行操作时非常简单。但是因为在风电机组出现电网故障时，会出现暂态过电压以及过电流的现象，主要是因为瞬时能量不平衡，所以针对于控制策略的改进，并不能够对战能量过剩问题进行根本性的解决，所以实际应用效果并不是非常的明显。第二种方法则是通过对硬件设备进行增加，根本上解决暂态能量过剩问题，弊端就是需要增加额外成本投入。对于风力发电厂总体而言，在进行单台机组的控制策略改进过程中，若想提升风电场故障穿越能力，对于硬件设备的改进是最有效的一种方法。快速储能系统属于非常特殊的一种装置，无论是在单机层面还是在风电场层面上，都能够对该问题进行有效解决。

3.2抑制风电场功率波动

在风电场进行发电过程中，出力波动以及难以受到控制，是造成电网稳定性降低的主要因素，同时也导致了电能质量和调度经济性问题的出现。也在进行风电并网工作时将ESS进行引进，同时增加相应的控制策略，不是风力发电过程中油封速随机变化所引起的风电出力波动影响降到最低，同时对风电输出功率波动状况进行缓解。在短期储能以及中期储能技术下，能够将风电场发电过程中容量以及响应速度和经济性等矛盾进行缓解。

3.3提升系统频率控制效果

在风力发电过程中，风电出力的随机波动性以及爬坡特效非常明显，因此在进行实际控制工作时难以进行准确的预测和有效控制，且在此情况下所产生的电网频率变化非常的微弱，不能够达到对电网进行调频的工作目的。所以在此情况下，如果进行大规模的风电并网，那么电力系统频率控制的问题将会非常的突出。为了能够对电力系统有功功率进行实时平衡，确保在风电处理过程中电能质量以及电力系统稳定性，需要在风电接入规模比较大的情况下，增加和风电同等容量的旋转设备进行备用。同时因为传统的同步发电机骑在进行频率调节时，会非常容易受到调速器死区以及发电速度的限制，如果风力发电厂功率变化速率较快，那么多台调频机构在进行工作时所产生的效果将会相互抵消，进而出现不必要的浪费现象。而ESS技术因为企业功率响应能力非常强，并且能够对功率进行正反双向调节，所以能够对风电电力系统的调频特性进行非常好的优化，进而达到调频双倍效应。

3.4提高风电并网电力系统稳定性

在过去电力系统在进行工作时，稳定性所指的是电力系统在进行运营过程中，受到来自周边影响因素出现扰动之后，能够恢复到原有系统运行状态，或者是过渡到一种新的状态，从而实现稳定运行的能力，而这种稳定性主要可以分为两种，分别是暂态稳定性以及静态稳定性。预约风电电力系统来讲，这些稳定性问题同样存在，而且因为在风力发电过程中所使用的机组与传统的同步发电机不同，所以稳定性表现特征也拥有特殊性。无论是传统的同步发电机还是风电机组，其在运营过程中所出现的这些稳定性问题，都是因为系统的瞬间功率不平衡，而ESS因为其自身所具有的快速功率响应的性能，能够使得风电电力系统在运行过程中稳定性迅速实现。

4.结束语

在新时期发展背景下，经济发展越来越依靠于能源发展，传统的水利以及火力发电，对于现如今的能源结构发展形势来讲已经渐渐不能够满足，因此对于风力发电的重视程度越来越高。在风力发电过程中，风电并网属于非常重要的一项工作，关系到风力发电能否实现大范围应用以及规格性使用。在风电并网过程中所出现的一系列问题，能够通过相应的技术来进行解决，该技术就是储能技术。因此针对于储能技术在风电并网过程中进行实际应用的状况，要进行不断的研究，同时针对于应用状况进行优化完善。

参考文献

[1]钱一祯.关于风电并网中储能技术的研究进展[J].科技创新导报,2016,13(32):55-56.

[2]利用储能提升含风电并网电力系统稳定性的研究[D].华中科技大学,2016.

[3]叶季蕾,陶琼,薛金花,等.风电并网集成应用中的储能经济性进展分析[J].化工进展,2016,35(B11):137-143.

[4]贺强.风电并网中的储能技术分析[J].科学家,2016,4(5):216-217.

[5]贺强.风电并网中的储能技术分析[J].科学家,2016,4(5):216-217.

[6]江卓璿.风电并网储能技术研究与分析[J].橡塑技术与装备,2016(12):13-14.