储能技术在风力发电系统中的应用.pdf

第27卷第6期可再生能源Vol.27No.6
2009年12月RenewableEnergyResourcesDec.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

Energystorageforwindenergyapplications

JIAHong-xin1，ZhangYu2，WANGYu-fei1，HEWei-guo2，FUYang1
（1.ShanghaiUniversityofElectricPower，Shanghai200090,China;2.ShanghaiMunicipalElectricPowerCo.，
Shanghai200122，China）

Abstract：ThetechnicalprincipleandapplicationstatusoftheenergYstoragesystemarepresent-
ed，suchasflywheelsstorage,superconductivemagneticstorage,batterYstorageandsupercapacitor
storage.Theadvantages,disadvantagesanddevelopingprospectfortheapplicationinwindpower
systemsarediscussedinthispaper,andaccordingtothispaper,hybridenergYstorageisthemost
feasiblesolution.Thefeatureofpowerconversionsystemandoptimalcontrolmethodadvancement
arealsoanalyzed.
Keywords：windpower;energYstorage;powerconversionsystem

0引言中起到了重要作用。
根据新能源振兴规划，预计到2020年我国风储能系统一般由两大部分组成：由储能元件
力装机容量将达到1.5亿kW，将超过电力总装机（部件）组成的储能装置和由电力电子器件组成的
容量的10%。功率转换系统（PCS）。储能装置主要实现能量的
从电网运行的现实及大规模开发风电的长远储存和释放；PCS主要实现充放电控制、功率调节
利益考虑，提高风电场输出功率的可控性，是目前和控制等功能。
风力发电技术的重要发展方向。把风力发电技术1储能技术的分类和特性
引入储能系统，能有效地抑制风电功率波动，平滑储能技术有物理储能、电磁储能、电化学储能
输出电压，提高电能质量，是保证风力发电并网运和相变储能等4类。物理储能主要有飞轮储能、抽
行、促进风能利用的关键技术和主流方式。水蓄能和压缩空气储能方式；电磁储能主要有超
随着电力电子学、材料学等学科的发展，高效导储能方式；电化学储能主要有蓄电池储能、超级
率飞轮储能、新型电池储能、超导储能和超级电容电容器储能和燃料电池储能；相变储能主要有冰
器储能等中小规模储能技术取得了长足的进步，蓄冷储能等[1]，[2]。
拓宽了储能技术的应用领域，特别是在风力发电1.1飞轮储能系统

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-），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：[e-mail]

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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，其基补偿。在20世纪90年代，超导储能技术已被应用
本原理是将电能转换成飞轮运动的动能，并长期于风力发电系统[5]，[6]，[7]。
蓄存起来，需要时再将飞轮运动的动能转换成电中国科学院电工研究所已研制出1MJ/0.5
能，供电力用户使用。MW的高温超导储能装置。清华大学、华中科技大
高强度碳素纤维和玻璃纤维材料、大功率电学、华北电力大学等都在开展超导储能装置的研
力电子变流技术、电磁和超导磁悬浮轴承技术促究。
进了储能飞轮的发