風(fēng)光儲(chǔ)新能源發(fā)電技術(shù)大規(guī)模應(yīng)用分析

周勃

摘要：當(dāng)今全球化趨勢(shì)的顯著發(fā)展，科技水平的不斷提高，人們的生活質(zhì)量及生活水平都有了極大的提高，對(duì)于資源的利用也變得越來(lái)越多，以致于環(huán)境污染成為了現(xiàn)今社會(huì)的主要問(wèn)題。當(dāng)務(wù)之急是如何降低對(duì)環(huán)境的污染，而現(xiàn)在興起的新時(shí)代的新能源---風(fēng)能、太陽(yáng)能的成為了解決這一問(wèn)題的關(guān)鍵手段，隨著人們對(duì)其的利用率的不斷提高，風(fēng)光發(fā)電技術(shù)的前景變得更為廣闊，已成功被我國(guó)列入重點(diǎn)電力建設(shè)項(xiàng)目之中。因此，本文就針對(duì)當(dāng)前電力行業(yè)中將風(fēng)電、光電與儲(chǔ)能系統(tǒng)相結(jié)合的發(fā)電模式進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其在應(yīng)用上的問(wèn)題以及解決措施。

關(guān)鍵詞：電力行業(yè);風(fēng)光儲(chǔ)聯(lián)合發(fā)電;應(yīng)用現(xiàn)狀

當(dāng)今社會(huì)，發(fā)展進(jìn)步的同時(shí)也會(huì)帶來(lái)不可避免的破壞，對(duì)環(huán)境的破壞是最為明顯的問(wèn)題。我國(guó)對(duì)能源的需求變得越來(lái)越大，對(duì)其的消耗以及浪費(fèi)現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，其中，風(fēng)力發(fā)電技術(shù)在我國(guó)近年來(lái)成為了備受關(guān)注的新型能源之一，對(duì)其的開(kāi)發(fā)利用變得頻繁起來(lái)尤其以并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用最為常見(jiàn)。但與此同時(shí)，風(fēng)電并網(wǎng)也給電力系統(tǒng)帶來(lái)一系列挑戰(zhàn)，最為凸顯的就是儲(chǔ)能系統(tǒng)與實(shí)際電能輸送容量不匹配的缺陷。

一、風(fēng)光新能源發(fā)電在電力系統(tǒng)中的特點(diǎn)

1.1風(fēng)電的隨機(jī)性大、風(fēng)輪轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大

風(fēng)能是一種因空氣的流動(dòng)而產(chǎn)生的動(dòng)能，又與太陽(yáng)能關(guān)系緊密，地球吸收的太陽(yáng)能有1%到3%轉(zhuǎn)化為風(fēng)能。風(fēng)能的影響因素主要有大氣氣壓、空氣的密度和氣溫等。由于受多重自然因素的影響，風(fēng)能的不確定性也因此增加，產(chǎn)生能量的大小與多少都存在不可控的情況，即屬于隨機(jī)發(fā)生的概率。所以，在對(duì)風(fēng)輪的制造上所選擇大直徑的風(fēng)輪，會(huì)因?yàn)轱L(fēng)能的變化導(dǎo)致較大的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量出現(xiàn)。

1.2電網(wǎng)無(wú)法調(diào)度，儲(chǔ)能效果差

由于這種新能源的不可控性這一特征，在一定程度上影響了電網(wǎng)調(diào)度問(wèn)題，使得工作人員不能根據(jù)其負(fù)荷大小進(jìn)行調(diào)度工作，進(jìn)而導(dǎo)致電網(wǎng)負(fù)載過(guò)重而產(chǎn)生較大壓力。風(fēng)力發(fā)電以及光伏發(fā)電在電能輸出上的間歇性，要求電網(wǎng)要保證更大容量的儲(chǔ)能空間，只有確保有功備用的充足，才能更好地預(yù)防可能存在的隱患。但對(duì)于風(fēng)光新能源來(lái)說(shuō)，這方面存在著或大或小的弊端。比如對(duì)于其能量的存儲(chǔ)問(wèn)題就制約著電力行業(yè)的發(fā)展。由于其的不可控性以及并且穩(wěn)定性差，導(dǎo)致對(duì)于其的儲(chǔ)存需要投入更大的資金，成本也不受控制。最終結(jié)果就是整個(gè)電網(wǎng)幾乎沒(méi)有蓄電能力，只能依靠輸出電量對(duì)這些電量進(jìn)行吸收。

二、發(fā)展風(fēng)光儲(chǔ)發(fā)電技術(shù)的意義

伴隨著近些年我國(guó)對(duì)能源減排工作越發(fā)重視，《中華人民共和國(guó)可再生能源法》等一系列法律法規(guī)的頒布，都在提醒著人們對(duì)能源的節(jié)約，這也使得各種新能源以及相關(guān)技術(shù)的不斷被廣泛開(kāi)發(fā)利用起來(lái)。現(xiàn)今社會(huì)，任何技術(shù)研發(fā)工作都離不開(kāi)技術(shù)的支持和利用，對(duì)風(fēng)光發(fā)電技術(shù)的發(fā)展自然離不開(kāi)與國(guó)民經(jīng)濟(jì)之間的聯(lián)系和配合。風(fēng)光發(fā)電技術(shù)的發(fā)展離不開(kāi)科技的支撐，同時(shí)兩者存在相輔相成，共同發(fā)展的良性關(guān)系。但近些年也突顯出了其在儲(chǔ)能系統(tǒng)中的弊端，尤其是在風(fēng)電與廣電的大規(guī)模驟增之后，使得電力系統(tǒng)在穩(wěn)定運(yùn)行上出現(xiàn)問(wèn)題。風(fēng)、光如果各自獨(dú)立運(yùn)行，那會(huì)因其發(fā)電的波動(dòng)性導(dǎo)致電力輸出的不安全隱患的出現(xiàn)，影響電網(wǎng)的安全。而現(xiàn)在比較受關(guān)注的熱點(diǎn)就是就是將兩者結(jié)合起來(lái)進(jìn)行發(fā)電，并在此基礎(chǔ)上添加適當(dāng)容量的儲(chǔ)能系統(tǒng)，也就是我們所提及的風(fēng)光儲(chǔ)發(fā)電技術(shù)。這種聯(lián)合系統(tǒng)可以更好地發(fā)揮出風(fēng)、光在時(shí)間地域的互補(bǔ)優(yōu)勢(shì)，更好地輸出優(yōu)質(zhì)的電能，而儲(chǔ)能系統(tǒng)的功能就是控制和穩(wěn)定他們的輸出功率，提高電能的儲(chǔ)存效率，這樣可以科學(xué)有效的平衡這類可再生能源的間歇性等特征，保障了電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，以及保證了電網(wǎng)的安全。

三、風(fēng)光儲(chǔ)新能源發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用

3.1風(fēng)光功率預(yù)測(cè)

該項(xiàng)技術(shù)是進(jìn)行風(fēng)光儲(chǔ)發(fā)電的關(guān)鍵手段之一。功率預(yù)測(cè)主要是根據(jù)天氣狀況并結(jié)合之前的發(fā)電信息進(jìn)行分析，進(jìn)而確定相對(duì)可靠的發(fā)電功率。比如，基于數(shù)值天氣預(yù)報(bào)NWP的預(yù)測(cè)法和模糊概率預(yù)測(cè)。首先，對(duì)于NWP的風(fēng)光出力預(yù)測(cè)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，在我國(guó)已經(jīng)初具規(guī)模。該種技術(shù)的預(yù)測(cè)主要包括了對(duì)風(fēng)速、大氣氣壓、日照時(shí)數(shù)等各種天氣數(shù)據(jù)參數(shù)進(jìn)行輸入，并對(duì)一些地理參數(shù)等因素進(jìn)行分析，在各種外部環(huán)境影響下，以及其動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)的不斷變化下，進(jìn)行多方位的系統(tǒng)預(yù)測(cè)手段。該預(yù)測(cè)技術(shù)無(wú)需對(duì)歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行觀測(cè)和參考便可以提供出更為準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。其次，對(duì)風(fēng)光功率的預(yù)測(cè)技術(shù)都體現(xiàn)出其確定性特征，而風(fēng)/光出力由于受多種因素影響，一直存在大量的不確定性成分，先將這些不確定性整合在一起，形成一個(gè)概率范疇，其中擁有外延不清等特點(diǎn)的不確定性就是我們所說(shuō)的模糊概率的范疇。因?yàn)轱L(fēng)光發(fā)電預(yù)測(cè)存在波動(dòng)性等特征，完全符合模糊概率的相關(guān)理念，因此該種預(yù)測(cè)方式具有可行性。其中，它包括了四種不同的運(yùn)行模式，分別是平滑功率輸出模式、跟蹤計(jì)劃出力模式、負(fù)荷削峰填谷模式以及系統(tǒng)調(diào)頻模式。不同的運(yùn)行模式對(duì)其儲(chǔ)能過(guò)程起著不可替代的作用，保證了整個(gè)過(guò)程的穩(wěn)定性。

3.2風(fēng)光儲(chǔ)智能發(fā)電調(diào)度

由于這類新能源受自然氣象影響嚴(yán)重，導(dǎo)致了功率的不可控性，使其在電能調(diào)度上效率低下，而加入適當(dāng)?shù)膬?chǔ)能系統(tǒng)，并利用其裝置對(duì)電能進(jìn)行有效控制，尤其以隨機(jī)性較大的電能進(jìn)行存、放，從而達(dá)到對(duì)其輸出功率的控制，保障電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

3.3儲(chǔ)能及其控制技術(shù)

就目前我國(guó)的電力行業(yè)而言，最成熟的儲(chǔ)能技術(shù)就是抽水蓄能，但是受環(huán)境限制較大。相比之下，化學(xué)儲(chǔ)能技術(shù)更適合在各地投入使用，并且可以進(jìn)行規(guī)?；纳a(chǎn)，可以滿足大型發(fā)電站的電力需求。在整個(gè)儲(chǔ)能系統(tǒng)中，該裝置在運(yùn)行上最為重要的參數(shù)就是容量指標(biāo)以及響應(yīng)速度，并在不同時(shí)期有不同的要求。

四、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，為了解決當(dāng)前共同面臨的能源枯竭、環(huán)境污染等問(wèn)題，世界各國(guó)都在尋找和開(kāi)發(fā)著新能源技術(shù)，這已成為未來(lái)必然的發(fā)展趨勢(shì)。我國(guó)也將針對(duì)風(fēng)光儲(chǔ)新能源發(fā)電技術(shù)技術(shù)進(jìn)行更加全面的研究，對(duì)于促進(jìn)電網(wǎng)的安全運(yùn)行具有積極意義。只有不斷地發(fā)掘其的作用，在環(huán)境不受破壞的基礎(chǔ)上，讓新能源發(fā)揮它潛在的能量，才能與自然相融，社會(huì)才能實(shí)現(xiàn)真正的可持續(xù)發(fā)展。

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