储能技术在风力发电系统中的应用
储能技术在风力发电系统中的运用
储能技术在风力发电系统中的运用我国能源建设中，比较注重风力发电系统的应用，风力发电系统，采用风能完成发电机的旋转驱动，此类发电方式不会产生环境污染，而且具有一定的经济优势。
风能存在不稳定性的特征，为了确保风能发电系统中负荷的连续、稳定，要根据风力发电系统的实际情况，配置储能技术，实现风力发电系统并网的可靠性，实现互补的运行状态。
标签：储能技术;风力发电;系统一、储能技术的分类概述及其基本特点1.1飞轮储能系统所谓飞轮储能，主要是通过对电动机的运用实现飞轮的高速运转，从而将电能转化为动能，进行有效的存储和管理，在需要对其进行使用时，再用飞轮带动发电机进行对外发电。
根据相关的实践调查研究我们可以看出，为了有效降低飞轮储能所造成的损耗，越来越多的企业和单位开始运用超导磁悬浮技术，运用复合型材料不断提高储能的密度，降低整体系统的重量和体积。
从一定意义上来讲，要充分发挥出飞轮储能系统的作用和价值，必须使用一些性能较好的材料以及电子变流技术。
相关数据表明，飞轮储能技术在进行能量转化的过程中能够实现的转换效率大约在90%左右。
飞轮储能系统的优势在于不会对周边环境造成污染，可以随时随地，不限次数的进行充电放电，维修保养便利等等，在实践运用过程中得到了人们的广泛关注和认可。
近年来，对于飞轮储能技术的开发和利用一直在进行，人们发现利用积木式的组合能够使得飞轮储能技术的效率更高，充放电效率提高。
1.2超导储能系统在实际工作过程中，超导储能系统相比飞轮储能系统具有一定的差异性。
它是将电能转变为磁场能量进行有效的存储，当相关人员要进行使用时则再次转变为电能。
超导储能技术作为一种新型技术，能够对电能进行长时间的有效存储，并且在转化过程中将能量损耗降低到最低，从而提高了能量使用效率。
在将磁场能量进行电能的输出时，其转化效率及速度极快。
从一定意义上来讲，超导储能系统的能量转化效率大约在95%左右。
超导储能系统的主要应用优势在于具有良好的动态性，能够对系统指令做出极快的反应，因此其在社会领域中的运用十分广泛，能够在很大程度上提高系统的稳定性，运用于输配电工程等等。
储能技术在风力发电系统中的应用研究
储能技术在风力发电系统中的应用研究摘要：在我国可持续发展战略的执行过程中，新能源电力系统的建设对于保障我国能源的供应发挥了十分重要的作用。
但新能源电力系统具有间歇性发电的特点，发电的时间并不稳定，导致大量的新能源电能在发电后浪费。
在新能源电力系统中应用储能技术，有助于提升新能源电力系统的发电利用率，并在高峰和低谷发电期均保持稳定供电，从而确保新能源电力系统的有效应用。
现阶段，我国广泛应用的光伏并网、相变储能技术等储能技术提升了新能源发电系统的利用效率，对于保障良好的电能供应具有重要意义。
文章介绍了储能技术的类型和发展现状，对储能技术在新能源电力系统中的应用价值和应用途径展开研究，以供参考。
关键词：储能技术；风力发电系统；应用引言在能源紧缺和环境污染问题越发严峻的情况下，电力行业在发展中需要加强对新能源电力系统的开发和利用，配合科学的储能技术来满足社会发展对能源的现实需求，提高电力系统运行的稳定性和可靠性。
应用储能技术，可以实现对新能源的合理调节，实现能源的最大化利用，从而创造出更大的经济效益和社会效益。
1风力发电储能技术当前，我国各个行业已经被不同的科学技术覆盖，发展日新月异，供电稳定是社会持续稳定发展的重要保障。
基于此，风力发电企业对储能技术展开全方位研究，已经在世界范围内获得了优异成绩，同时将储能技术成果应用于我国各地的风力企业，逐渐成为风力发电建设中的常规化配置。
将储能技术与风力发电系统结合能够提升发电稳定性，解决部分地区无法获得长久稳定的风力资源的问题，保证这些地区在少风季节依旧可以满足基本要求的发电量。
同时，储能技术还可以保证风力发电平稳发展，避免让接入的电网系统产生强烈波动，从而保证输电稳定性，让社会可以享受到安全可靠电力资源，满足城市发展能源需求，进一步提升发电质量、提高系统运行稳定性，对生产生活具有重要意义。
从长远角度分析，储能技术推动风力发电平稳发展，让电力系统可以持续供应电量，缓解现阶段工业发展能源短缺的问题，为未来探索新能源建设争取宝贵时间。
储能技术在风力发电系统中的应用
储能技术在风力发电系统中的应用摘要：目前来看，储能技术是风能生产系统中的一项重要技术，也是风电场相关技术人员一直研究的一个核心课题。
随着风能生产系统的不断发展，各种能源技术也在不断进步，储能技术将变得更加广泛。
本文首先介绍了能源技术的研究现状，然后分析了能源技术在风能生产系统中的应用和发展前景。
关键词：储能技术；风力发电系统；应用1 引言在现代化时代背景下，社会需电量逐年增加，据国家能源局数据统计，2020年风电并网装机容量在新能源总装机容量中占37.5%，全年风力发电量为4665亿千瓦时，同比增长15%。
在大力发展新能源发电的“双碳”战略指导下，电网调频、调峰需求增大，在此形势下，风力发电系统将进一步稳定发展，通过储能实效消纳，避免资源浪费，充分利用风力资源，必须根据风力发电系统实际情况配置储能系统，用于调节电力供给情况，提升电力系统稳定性。
2 储能技术在风力发电系统中的重要性首先，风力发电能和电池储蓄能可以进行完美的结合，形成稳定的能量来源。
蓄电池放电平稳，成本低廉，没有安全隐患，并且制作蓄电池的原料储存丰富，可以回收再利用。
其次，大型能量型储能设备可以用于全球互联网调峰填谷。
例如抽水蓄能、压缩空气等具有可长时间储能功能的设施，可以用在大电网峰，延缓系统对容量的需求，减轻调风机组的运行压力。
再次，电力系统频率的变动应该保持在一定范围内，所以需要调整发电机组的有功出力。
储能技术可以对传统的电网进行调频，并且能够将能量长时间保存的同时保证零耗损。
最后，储能技术为风力发电系统提供了负荷跟踪的方法。
在风力发电系统中的电力电子接口位置，接入蓄电池储能、飞轮储能等系统，可以跟踪接口处的负荷变化，从而把控风力系统的应用。
3 风力发电系统中储能技术的具体应用3.1碳纳米管超级电容器超级电容器储能装置主要由电流采集装置、电解质、隔离物以及两个极板组成，通过对电解质进行极化达到能量储存目的。
与蓄电池相同，超级电容器储能装置在充电过程中，以离子形式将电荷储存下来，超级电容器储能装置通常采用活性炭纤维、金属氧化物以及碳纳米管等材质作为基本电极材料。
风力发电系统中储能技术的应用分析
风力发电系统中储能技术的应用分析摘要：储能技术作为解决该问题的有效手段之一，在工程实际中的重要性就日益显著。
本文中，笔者旨在分析储能技术在新能源电力系统中的应用优势，归纳总结储能技术在新能源发电中的应用方法，从而说明储能技术在构建新型发电系统中的重要作用，并得出了新能源发电领域中储能技术的一般可行性方法。
关键词：风力发电；储能技术；应用引言随着新能源电力系统的持续性发展，对该类能源的电力开发形式也逐步增多，相关部门应科学选择合适的储能技术，利用电磁、化学与物理手段来更好地规范应用新型能源。
开发与利用新能源可促进区域经济的发展，要全面探究储能技术的内在形式，在实际应用中将其技术优势充分发挥出来。
1风力发电储能技术概述随着新能源发电的不断发展，许多先进的能量储存技术已经被开发出来，并在实际工程中得到了广泛的应用和推广。
将能量储存技术应用于风力发电系统中有以下两方面优势：一是能量储存技术能够提高电力系统的稳定性，并可解决风电资源的间歇性问题；二是利用储能技术，风力发电系统可以稳定运行，为人们提供更加可靠的能源供应，满足大规模的能源需求，从而可以有效地利用资源。
总之，储能技术在风电系统中的应用不仅可以满足负荷侧的需求，还可以根据实际情况进行适当调整，提高电网的稳定性、适应性和经济性，同时提高电网整体的运行效率。
2储能技术在新能源发电领域中应用优势2.1抑制风电并网的功率新能源并网的过程对电力系统带来的不良影响会损害电压的稳定性。
结合储能技术，对风力发电场进行建模分析，构建有效的风—光—储协调控制方案，开展对电网无功功率和有功功率调节和容量配置，可控制功率的频繁变化，稳定并网的输出功率。
2.2稳定电力系统的频率新能源并网的过程对电力系统带来了不良影响—频率波动。
在新能源发电的情况下，加入行之有效的储能系统，可对电力系统进行功率补偿，确保入网频率的一致性。
在此基础上对储能系统的进行优化，可提高新能源发电系统的寿命，进而降低整个电力系统的生产成本。
储能技术在风力发电系统中的运用
储能技术在风力发电系统中的运用发布时间：2023-01-30T03:08:46.109Z 来源：《中国电业与能源》2022年8月16期作者：常冰冰[导读] 风力发电是目前应用最广、成本最低廉的一种发电技术，其在使用的过程中不会产生污染。
常冰冰中广核新能源投资（深圳）有限公司安徽分公司安徽省合肥市摘要：风力发电是目前应用最广、成本最低廉的一种发电技术，其在使用的过程中不会产生污染。
风力发电虽然好处很多，但是其也给电力系统的运行安全带来了很多不确定因素。
其中，储能技术的应用已经成为新能源电力系统发展过程中不可缺失的重要部分，该文主要围绕储能技术在新能源电力系统中的应用进行分析，指出储能技术搭配系统中其他技术，能够为系统的稳定运行提供支持，并实现系统整体结构的优化处理。
关键词：风力发电系统；储能技术；应用中图分类号：TM75 文献标识码：A引言近年来，随着各种清洁能源的不断涌现，传统的由发电侧、电网侧和用电侧构成的“源、网、荷”结构逐渐转变为“源、网、荷、储”结构，其中，储能环节贯穿电力系统运行全过程。
增加储能这一环节主要是为了克服风能、光伏发电的波动性问题，保证电力系统的安全运行。
随着科学技术的不断进步，越来越多的储能技术应运而生，这也意味着储能技术已经成为电力行业发展的一项重要技术内容。
对其进行深入研究，是推动电力行业健康发展的关键。
1 风力发电现状一些风力发电厂对设备进行配置时，较为重视关键功能设备，忽视了辅助功能设备，使发电系统一些功能无法有效显现。
此外，我国风力发电系统模型主要有线性和非线性两种，其中前者主要在传统的风力系统中进行应用，有关发电机关键属性的调控主要通过风能捕捉量提升来实现，相对来讲较为简单，不过在工作条件以及范围上具有一定的限制。
而后者的复杂性较高，相对也不够成熟，对于电气控制工作存在一定的不利影响，一定程度上阻碍了风力发电系统的长久发展。
除了设施设备的问题，风力发电中，外部因素也会对发电的稳定性产生影响，其中包含自然环境和人为因素。
风力发电系统中储能技术的应用分析
风力发电系统中储能技术的应用分析摘要：近几年来，随着我国城市化建设进程加快，社会的用电需求不断增加，我国的电网系统面临严峻挑战。
在当前背景下，通过科学合理发展风力发电技术，能够有效缓解用电压力，减少资源损耗，实现环境保护的最终目的。
在此过程中，通过在风力发电系统中有效应用储能技术，可以全面提高风力发电系统的运行效率及质量。
本文对风力发电系统中储能技术的应用进行研究分析。
关键字：风力发电系统；储能技术；应用分析引言：总的来说，抽水储能技术、压缩空气储能技术被广泛应用于电网调峰作业过程中；电储能技术被应用于小规模的储能系统当中；超级电容储能技术更加适用于电动汽车储能以及混合系统储能过程中；超导电池储能技术、飞轮储能技术可以用于提高供电质量，保证电网运行、电网调频作业有序开展。
一、风力发电系统中储能技术的类型（一）超导电力磁储能技术超导电力磁储能技术主要是通过有效应用超导体中的电感线圈，从而将电网在供电过程中产生的磁场能量进行科学合理地存储，能够为后续供电网的使用存储能量、释放能量。
通过科学合理应用超导电力磁储能技术，能够全面提高能量释放的效率，保证能量输送过程无需通过能量转化就能够完成能量传输，具备较高的容积比功率，响应速度快，存储效率高。
同时，通过科学合理应用超导电力磁储能技术，能够有效降低在储存过程中产生的能源损耗，具备较高的能源回馈效率。
此外，通过有效应用超导电离子储能技术，也能够对电网中的电压频率功率进行有效调节、控制，被广泛应用于风力发电系统当中。
（二）超级电容储能技术超级电容储能系统主要是以双电层电容器为基础，能够对电能进行存储的装置。
通过科学合理应用超级电容储能技术，能够提高脉冲功率，缩短充电时间，在充电的过程中，能够将电解质溶液中包含的异性离子附着在电极表面，从而形成双电荷层，进一步形成双电层电容。
当前情况下，我国的超级电容储能技术已经得到了不断地完善、优化，相关产品已经更加完整、全面。
储能技术在风力发电系统中的应用
储能技术在风力发电系统中的应用在风力发电系统中，储能技术是十分重要的一种应用技术，其能够有效的降低风力发电中功率波动的负面影响，确保整个风力发电系统运行的稳定性与可靠性。
本文重点探讨了储能技术在风力发电系统中的相关应用，以期促进我国风力发电技术的进一步提升。
标签：储能技术；风能；风力发电系统；应用1 储能技术简介1.1 超导储能系统超导储能系统主要指的是利用超级导线来制作线圈的储能系统，其能够将电网中多余的磁场能源有限的储存起来，当电网中的能量不足时再将其释放出来。
通常情况下，超导储能系统具有以下特点：首先其释放能量的速率很好，在输送时不需要进行能量转换这个环节，运行时的比功率与比容量都很大，所以速度就非常快、而且转化的效率非常高；其次在进行储能过程中的损耗较少，而且在能量输送时，送回能量的速度非常快。
1.2 超级电容器储能系统超级电容器储能系统是根据电化学的双电层制作而成的，相对于普通的电容器而言其能够提供更大的脉冲公路，因此其在充电时能够处于理想状态下的电极表面，电解质溶液中的一些异性离子很容易被电荷吸引过来，并且这些离子会被依附在电极的表面，如此一来，所谓的双电荷层就这样形成了，它们又组合而成双电层电容。
它主要功能有两个，一是负责电力系统中短时间、大功率的平滑；二是在电能质量高峰值的功率的状况下，可能会使得电压瞬间下滑或者突然受到干扰，这时，超级电容器储能系统就来拯救这种突发状况了，它会以最快的迅速提高供电水平，平和电压。
1.3 飞轮储能系统这项技术就是首先经电能使得机械运动，而后通过机械的快速产生动能，最后将这些动能都储存起来，以备后期使用。
这是一种简单的储存系统，如今在电力工程的应用中也是较为广泛的。
许多技术的发展都促进了飞轮储能技术的发展。
譬如：电子电力变流技术、高强度碳素纤维技术、玻璃纤维材料技术等。
飞轮储能技术的能量密度一般不能小于20kWh/kg，功率密度不能低于5kW/kg，同時飞轮储能技术对于能量的转化效率非常高，一般可以达到90%之上，它损耗的能量是非常少的，同时此储能系统还有这些特点：可以持续运作、无污染、噪音小、维修容易等。
风力发电系统中储能技术的应用
风力发电系统中储能技术的应用摘要：近几年我们国家的储能技术在不断的进步。
一般情况下都是即发即用的方式，而新的技术能够有效的储存电能，解决传统方式下带来的很多弊端。
近几年经济发展迅速，越来越多的行业都开始应用储能技术，尤其是在风力发电这一方面。
在逐渐发展的过程中形成了智能电网，供电质量得到了提高。
所以说，我们要根据不同的电力生产结构、不同的电力规划应用不同的储能技术，这样才能最大程度的发挥优势，实现智能电网的经济效益。
关键词：储能技术；风力发电；系统随着我国对环境的保护不断重视，国家对新能源的研究投入也越来越大，并且提出了新能源振兴计划，其中风力发电因其污染小、可再生性强等特点尤其被大家关注。
风力发电涉及到多方面的专业技术，要将储能技术引入到风力发电系统中，以此来更好的提高电能的质量。
当前风力发电已经获得了一些应用，并且正朝着提高风电场输出功率的方向发展，预计在 2020 年左右，风力发电将会在我国总体发电容量中占有较大的份额。
1.1飞轮储能系统飞轮储能的主要原理是利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化成动能储存起来，在需要的时候再用飞轮带动发电机发电的储能方式。
目前通过超导磁悬浮技术能够有效降低损耗，采用复合材料能够提高储能密度，降低系统体积和重量。
飞轮储能系统中需要使用到许多性能优秀的材料技术以及电力电子变流技术，在实际应用中能量转化过程有所消耗，最终使得整个飞轮储能系统的转化效率一般在90%左右。
这种储能系统具有无污染、充放电次数无限以及维修便利的优势，已经得到了很多应用。
在后来的研究中发现，在飞轮储能系统中使用积木式组合之后，能够使得该储能系统的储能效率更高，输出的电能持续时间更长。
在实际应用中，飞轮储能系统一般都应用在一些UPS和EPS中，能够发挥重要的作用。
1.2超导储能系统超导储能系统与飞轮储能系统存在一些区别，在工作过程中是将电能首先转变成磁场能量进行存储，等需要使用的时候再转换为电能。
风力发电与储能技术的结合解决风能不稳定性问题
风力发电与储能技术的结合解决风能不稳定性问题随着对可再生能源的需求不断增加，风力发电作为一种清洁高效的能源形式，受到越来越多的关注。
然而，由于风能的不稳定性，风电发电系统在能源供应方面存在一些挑战。
为了解决这一问题，风力发电与储能技术的结合被认为是一个有效的解决方案。
一、风能的不稳定性问题风能是一种不稳定的自然能源。
风速的变化、无风或者风力过大等情况都将对风力发电系统的运行产生不利影响。
由于风力发电系统无法调节风速，风能的不稳定性使得电网对风电的接纳能力受到限制。
因此，如何解决风能不稳定性问题，提高风力发电的可靠性和可用性，成为当前研究的重点。
二、储能技术的应用储能技术是将能量在一段时间内储存起来，以便在需要时释放出来。
通过储能技术的应用，可以缓解风力发电的不稳定性问题，将不稳定的风能转化为稳定的电能。
目前，常用的储能技术包括电池储能、储热技术和抽水蓄能等。
1. 电池储能电池储能是一种将风能转化为电能并储存起来的方式。
通过在风力发电系统中引入电池储能技术，可以将风能在风速较高或稳定时储存起来，以便在风速较低或无风时使用。
电池储能技术具有储存效率高、响应速度快等优点，能够有效地解决风能不稳定性问题。
2. 储热技术储热技术是一种将风能转化为热能并储存起来的方式。
通过利用风力发电系统中产生的余热或者风能直接加热热媒，可以将风能转化为热能并储存起来。
当风速较低或无风时，储热系统能够提供热能供给发电系统使用，从而解决风能不稳定性问题。
储热技术具有储存能力大、成本较低等优点，适用于小型风力发电系统。
3. 抽水蓄能抽水蓄能是一种将风能转化为电能并储存起来的方式。
通过在风力发电系统中引入抽水蓄能技术，可以利用风能将水抽升至高处，当风速较低或无风时，通过释放积蓄的水能，带动发电机发电。
抽水蓄能技术具有储存能力大、灵活性强等优点，能够有效地解决风能不稳定性问题。
三、风力发电与储能技术的结合通过将风力发电与储能技术相结合，可以最大限度地利用风能，并将不稳定的风能转化为稳定的电能。
储能技术在风力发电系统中的应用
储能技术在风力发电系统中的应用摘要：随着现代社会的进步发展，电力已经成为社会生活与工作必不可少的能源之一，而社会用电需求的持续增长也给我国的用电带来了较大的压力，风力发电等新能源发电技术也因此得到了迅速的发展，尤其是当前的资源节约与环境保护越来越深入人心，如何进一步提高风力发电系统的运行质量也成为当前供电环节的重要任务。
其中储能技术是风力发电系统运行的关键，高效的储能装置也是提高风力发电系统运行质量的基本要求。
基于此，本文就储能技术在风力发电系统中的应用进行了分析。
关键词：储能技术；风力发电系统；应用引言风力发电系统主要是风能完成发电机的旋转驱动，因此其在运行中不会产生环境污染，经济优势也比较明显，但是风能存在不稳定的特征，必须要借助一定的储能技术实现电能的储存，以便可以确保风能发电系统中负荷的连续、稳定，因此需要相关人员严格掌握各种常见的储能技术类型，并严格按照风力发电系统的工作特点选择合适的储能技术手段，以便进一步提高风力发电系统电力供应的稳定性，满足现代社会生活与工作的用电需求。
一、常见储能技术类别（一）超导磁体储能技术超导磁体储能装置在实际应用中需要使用超导体材质线圈作为介质，然后再利用直流电流所产生的磁场进行能量储存，其本身不需要转换能量，具有较强的动态性，而且产生极高功率所用的时间也比较的断，但是其储存容量比较小，在电力系统功率补偿以及频率调节上具有较高的应用价值，也能够有效的提高电力系统的稳定性。
（二）飞轮储能技术飞轮储能装置中圆盘在电能驱动带动下发生旋转，然后电动机电能转化成圆盘旋转的动能，最后讲这些动能储存在加速质量模块中，当需要这些动能的时候，发电机就会通过飞轮驱动进行发电，其存储容量较小，但是具有较强的动态性，能够在较短的时间内进行大量的能量的释放，在快速调节电力系统的频率上发挥着较大的应用优势。
而且该技术弥补了短时储能系统的不足，也是当前风力发电系统中常见的储能技术手段。
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收稿日期：２００９—０８—２５。 基金项目：上海市教委重点学科建设项目（Ｊ５１３０１）；上海电力学院人才引进基金项目（ｋ２００８—４６）；上海市电力公司资助项目。 作者简介：贾宏新（１９７３一），男，博士，主要研究方向为电力储能技术、风力发电机设计与控制。Ｅ—ｍａｉｌ：ｂｉｌｌｊｉａ．ｃｎ＠ｇｍａｉｌ．ｔｏｎｉ
随着电力电子学、材料学等学科的发展，高效 率飞轮储能、新型电池储能、超导储能和超级电容 器储能等中小规模储能技术取得了长足的进步。 拓宽了储能技术的应用领域。特别是在风力发电
中起到了重要作用。 储能系统一般由两大部分组成：由储能元件
（部件）组成的储能装置和由电力电子器件组成的 功率转换系统（ＰＣＳ）。储能装置主要实现能量的 储存和释放：ＰＣＳ主要实现充放电控制、功率调节 和控制等功能。 １储能技术的分类和特性
超导储能技术的优点：①可以长期无损耗储 存能量，能量返回效率很高；②能量的释放速度 快，功率输送时无需能源形式的转换，响应速度快 （ｍｓ级），转换效率高（＞９６％），比容量（１～１０ ｋＷｈ／ｋｇ）和比功率（１０４￣１０ｓｋＷ／ｋｇ）大；③采用 ＳＭＥＳ可调节电网电压、频率、有功和无功功率， 可实现与电力系统的实时大容量能量交换和功率
ＳＭＥＳ的发展重点：基于高温超导涂层导体， 研发适于液氮温区运行的ＭＪ级系统：解决高场 磁体绕组力学支撑问题；与柔性输电技术相结合， 进一步降低投资和运行成本；结合实际系统探讨 分布式ＳＭＥＳ及其有效控制和保护策略。 １．３蓄电池储能技术
蓄电池储能系统（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｅｎｅｒｇｙ Ｓｔｏｒａｇｅ Ｓｙｓ— ｔｅｒｎ．ＢＥＳＳ）主要是利用电池正负极的氧化还原反 应进行充放电。一般由电池、直一交逆变器、控制 装置和辅助设备（安全、环境保护设备）等组成。目 前，蓄电池储能系统在小型分布式发电中应用最 为广泛。根据所使用化学物质的不同，蓄电池可以 分为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、 钠硫（ＮａＳ）电池、液流电池等嗍一。
文献『４１利用飞轮储能电池取代传统的柴油 发电机和蓄电池来充当孤岛型风力发电系统中的 电能调节器和储存器．建立了系统的电流前馈控 制数学模型，实验结果表明，这一方法能有效地改 善电能质量．解决风力发电机的输出功率与负载 吸收的功率相匹配的问题。
美国的Ｖｉｓｔａ公司将飞轮引入到风力发电系 统．实现全程调峰，飞轮机组的发电功率为３００ ｋＷ，大容量储能飞轮的储能为２７７ ｋＷｈ，风力发 电系统的电能输出性能及经济性能良好。
套全钒液流储能电池系统进行示范运行。其中北
海道的一套功率为６ ＭＷ的全钒液流储能电池用
于对３０ ＭＷ风电场的调频和调峰。
“十五”期间，中国科学院大连化学物理研究
所开发出１０ ｋＷ全钒液流储能电池系统。２００８
年。中国电力科学研究院研发用于风电场的１００
ｋＷ级储能系统．并考核其运行的可靠性和耐久
性。
表１列出了几种主要蓄电池的基本特性。
·１２·．
流经电池的正极搴和负极室，并在电极表面发生
氧化和还原反应，实现对电池的充放电【１２】ｔ２１【１３１。
液流电池的储能容量取决于电解液容量和密
度，配置上相当灵活，只需增大电解液容积和浓度
即可增大储能容量，并且可以进行深度充放电。
日本住友电气、加拿大ＶＲＢ等公司进行全钒
液流电池储能系统的商业化开发。在日本共有１５
．－１ １·
万方数据
可再生能源
电流放电高功率输出时，其能量密度会降至４０
ｋＷｈ／ｋｇ或更低。 （３）锂离子电池 锂离子电池比能量／比功率高、自放电小、环
境友好．但由于工艺和环境温度差异等因素的影 响，系统指标往往达不到单体水平，使用寿命仅是 单体电池的几分之一，甚至十几分之一。大容量集 成的技术难度和生产维护成本使这种电池在短期 内很难在电力系统中规模化应用。
ｆｅａｓｉｂｌｅ ｓｏｌｕｔｉｏｎ．Ｔｈｅ ｆｅａｔｕｒｅ ｏｆ ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ ｏｐｔｉｍａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｅｔｈｏｄ ａｄｖａｎｃｅｍｅｎｔ
ａｒｅ ａｌｓｏ ａｎａｌｙｚｅｄ．
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｗｉｎｄ ｐｏｗｅｒ；ｅｎｅｒｇｙ ｓｔｏｒａｇｅ；ｐｏｗｅｒ ｃｏｎｖｅｒｓｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ
中国科学院电工研究所已经研制出飞轮储能 用高速电机：华北电力大学研制出储能２ ＭＪ、最 高发电功率１０ ｋＷ的准磁悬浮飞轮储能装置。
飞轮储能技术正在向大型机发展，其难点主 要集中在转子强度设计、低功耗磁轴承、安全防护 等方面。 １．２超导储能系统
超导储能系统（ＳＭＥＳ）利用由超导线制成的 线圈．将电网供电励磁产生的磁场能量储存起来。 需要时再将储存的能量送回电网。
第２７卷第６期 ２００９年１２月
可再生能源
Ｒｅｎｅｗａｂｌｅ Ｅｎｅｒｇｙ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ
Ｖ０１．２７ Ｎｏ．６ Ｄｅｃ．２００９
储能技术在风力发 电系 统中的应用
贾宏新１，张 宇２，王育飞１，何维国２，符 杨１ （１．上海电力学院，上海２０００９０；２．上海市电力公司，上海２００１２２）
摘 要：阐述了储能技术的原理和特点，具体介绍了飞轮储能、超导储能、蓄电池储能和超级电容器储能在风 力发电系统中的应用；分析了各种储能技术的优缺点和应用前景；指出了混合式储能技术是最可行的方案；介 绍了功率转化系统的结构特点和最优化控制技术的进展。 关键词：风力发电系统；储能技术；功率转化系统 中图分类号：ＴＭ６１４；ＴＫ８２ 文献标志码：Ａ 文章编号：１６７１－５２９２（２００９）０６－００１０－０６
０ 引言 根据新能源振兴规划．预计到２０２０年我国风
力装机容量将达到１．５亿ｋＷ，将超过电力总装机 容量的１０％。
从电网运行的现实及大规模开发风电的长远 利益考虑，提高风电场输出功率的可控性。是目前 风力发电技术的重要发展方向。把风力发电技术 引入储能系统，能有效地抑制风电功率波动，平滑 输出电压．提高电能质量．是保证风力发电并网运 行、促进风能利用的关键技术和主流方式。
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万方数据
贾宏新。等储能技术在风力发电系统中的应用
飞轮储能（ＦＥＳＳ）是一种机械储能方式．其基 本原理是将电能转换成飞轮运动的动能，并长期 蓄存起来，需要时再将飞轮运动的动能转换成电 能，供电力用户使用。
高强度碳素纤维和玻璃纤维材料、大功率电 力电子变流技术、电磁和超导磁悬浮轴承技术促 进了储能飞轮的发展。飞轮储能的功率密度大于 ５ ｋＷ／ｋｇ，能量密度超过２０ ｋＷｈ／ｋｇ。效率大于 ９０％，循环使用寿命长达２０ ａ，工作温区为一４０～ ５０℃，无噪声，无污染，维护简单，可连续工作。 若通过积木式组合后。飞轮储能可以达到ＭＷ 级，输出持续时间为数分钟乃至数小时。飞轮储 能主要用于不间断电源（ＵＰＳ）／应急电源（ＥＰＳ）、 电网调峰和频率控制．国外不少科研机构已将储 能飞轮引入风力发电系统｛３１。
裹１主要电池种类的基本特性
Ｔａｂｌｅ １ Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｏｆ ｍａｉｎ ｂａｔｔｅｒｙ ｔｙｐｅｓ
电池单体 比容量比功率 常温循环充放电自放电
种类 ห้องสมุดไป่ตู้酸
电压，Ｖ Ｗｈ／ｋｇ ２．Ｏ ３５—５０
Ｗ／ｋｇ １ ５０～３５０
寿命／次 效率，％％，月 ５００—１ ５００ ０—８０ ２—５
镍镉 １．２５ ４５—８０ １５０～５００’ ５００一ｌ ０００ ０—７０ ５—２０
镍氢 １．”８０一９０ ５００一ｌ ０００ ４００～５００
补偿。在２０世纪９０年代，超导储能技术已被应用 于风力发电系统１５１～［６１ １７１。
中国科学院电工研究所已研制出ｌ ＭＪ／０．５ ＭＷ的高温超导储能装置。清华大学、华中科技大 学、华北电力大学等都在开展超导储能装置的研 究。
文献【５】采用电压偏差作为ＳＭＥＳ有功控制信 号．在改善风电场稳定性方面具有优良的性能。
１ｒ、
Ｅｎｅｒｇｙ
ｓｔｏｒａｇｅ
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Ｗｌｎｄ ｅｎｅｒｇｙ
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ａｐｐＩｌＣａｎｏｎＳ
ＪＩＡ Ｈｏｎｇ—ｘｉｎｌ，Ｚｈａｎｇ Ｙｕ２，ＷＡＮＧ Ｙｕ－ｆｅｉｌ，ＨＥ Ｗｅｉ－ｇｕ０２，ＦＵ Ｙａｎ９１
（１．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２０００９０，Ｃｈｉｎａ；２．Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｍｕｎｉｃｉｐａｌ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏ．， Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００１ ２２，Ｃｈｉｎａ）
磷酸亚铁锂电池是最有前途的锂电池。磷酸 亚铁锂材料的单位价格不高。其成本在几种电池 材料中是最低的，而且对环境无污染。磷酸弧铁锂 比其他材料的体积要大。成本低，适合大型储能系 统。
（４）钠硫电池 钠硫和液流电池被视为新兴、高效、具广阔发 展前景的大容量电力储能电池。目前钠硫和液流 电池均已实现商业化运作．ＭＷ级钠硫和１００ ｋＷ级液流电池储能系统己步入试验示范阶 段【ｌｏｌ·１１“。 钠硫储能电池是在温度３００℃左右充放电的 高温型储能电池，负极活性物质为金属钠，正极活 性物质为液态硫。 迄今为止，只有日本京瓷公司成功开发出钠 硫储能电池系统。钠硫电池系统在电力系统和负 荷侧成功应用１００余套。总容量超过１００ ＭＷ。其 中近２，３用于平滑负荷。 日本ＮＥＤＯ支持的八仗岛风力发电机组采 用钠硫电池储能来平滑和稳定输出功率。目前。钠 硫电池已被日本列为政府资助的风力发电储能电 源，并有具体的推进计划。 上海电力公司正进行不同容量等级（１０～ １ ０００ ｋＷ）的钠硫电池系统的研制．用于ＵＰＳ／ ＥＰＳ。力图掌握核心部件制备技术。建立标准和规 范，并实现模块化、规模化生产。 （５）全钒液流电池 液流电池分多种体系，其中全钒电池是技术 发展主流。全钒液流储能电池（Ｖａｎａｄｉｕｍ Ｒｅｄｏｘ Ｆｌｏｗ Ｂａｔｔｅｒｙ，ＶＲＢ）是将具有不同价态的钒离子溶 液分别作为正极和负极的活性物质．分别储存在 各自的电解液储罐中。在对电池进行充、放电实验 时，电解液通过泵的作用，由外部贮液罐循环分别