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储能技术在解决大规模风电并网问题中的应用前景分析

摘要：大规模的风电并网可以为国内的生产和建筑提供巨大的能量，但是在实际应用

中还存在一些技术问题，目前的储能技术可以有效地将电力储存起来，从而降低电力系统

的运行成本，从而为电力系统的稳定运行打下坚实的基础。本文旨在探讨储能技术在大规

模风力发电系统中的应用前景，以期为今后电力系统的稳定发展打下坚实的基础。

关键词：储能技术；风电并网；新能源；应用前景

引言

风能作为一种经济、环保的发电技术，但在大规模风电并网过程中，会出现电网供电

不均衡、能源消耗大等问题，为了解决大规模风电并网中存在的问题，需要将储能技术应

用到建筑和维护中，以另一种形式储存能量，从而提高能源利用率。风力发电作为一项新

兴的新能源技术，在建设过程中还存在着一些不足，本文就其在风电并网过程中的应用进

行了分析。

1储能技术的概述

储能技术应用于电网，涉及到发电、配电、终端用户等多个领域，目前主要应用于传

统的抽水蓄能方式，而风电的应用还处在起步阶段。但是，要想有效地解决大规模风电并

网所面临的问题，就必须大力发展储能技术，从而为建立一个可持续发展的社会打下坚实

的基础。目前，我国正大力发展储能技术，以确保电力供应的稳定。

2储能技术的分类

根据储能的原理，储能分为蓄电池储能、抽水储能、超级电容储能、机械储能、超导

储能、压缩空气储能等。一般来说，铝酸电池都是在高功率的场合使用，在紧急情况下，

在电动汽车上使用，可以提高电池的能量利用率。而小型的锂离子和镍氢电池，则可以反
复使用，从而保证了能量的及时补充。而抽水蓄能技术主要应用在核电站的辅助设施上，

但在实际操作中很难实现与压力蓄能一样的调控。当采用抽水蓄能时，可以在晚上用电高

峰时，利用水能将低洼地区的水抽到更高的地方，从而实现电力的消耗。在白天的用电量

最大的时候，就必须将高处的水注入到水轮机中，从而产生电力。

3基于储能技术解决风电并网问题的基本思路

为解决传统发电系统因风电出力波动及不确定因素而导致系统供电量不足的问题，提

高了系统静态出力特性的灵活性。电网适应风力发电。通过改善风电电源在电网扰动时的

动态响应特性，有效地解决了弱稳、弱抗扰性对系统运行的影响。风能是一种有利于电网

的能源。由上述分析可知，无论是电网对风能的适应性，还是对风能的友善，都是传统电

力系统在生产和消费过程中必须同时进行的特性决定的。传统的电力生产、输送、分配、

消费过程中的各个环节紧密联系在一起，相互之间的联系几乎完全僵化。大型风电刚性连

接系统使电网能够调整抗扰性较弱的风电系统，从而使储能供应商能够在不同时间尺度上

进行响应，从而为大规模风电并网问题奠定基础。

4储能技术在大规模风电并网问题中的应用

4.1应用于供电充裕性问题解决

在传统的电力系统中，必须考虑保证充足的电力供应。在发电系统中，由于负载不断

波动，设备的启动和停止都会发生。因此，在系统运行过程中，电力平衡是相对的，而非

平衡是绝对的。因此，必须保证一定的供电能力，才能满足系统对电力负荷的要求。传统

的电力系统是以负载静态特性为基础的。其中包括负荷预测、电力规划、电网规划、电力

运行实时调度等。其中，负荷静态预测是电力系统规划的基础，电网规划是对电网负荷进

行“精确”预测的合理规划，使之适应各种可能的运行模式。系统备件充足。电源是用来计
划的。备用电源通常由以下三种方式分配：①作为调频电源（分钟级），以启动具有在线

快速响应特性的电源；②作为调频电源（如水力发电、天然气发电等），启动快速响应电

源供电（如火电、核电等），启动基本负载电源供应，可以看出，在传统电力系统中，通

过对上述可控制电源进行控制，能够实现充足的电源供应。

在具有大规模集中存取权限的新电力系统中，除了负载波动、电源启动与停止等因素

外，还存在着传统电力系统平衡失调的问题。同时风电机组静态输出波动较大，不确定性

较大。确保充足的电力供应给新建电力系统带来新挑战：①净负荷波动和不确定性；②净

负荷波动及不确定性。研究结果表明，当风电场注入率较低时，系统净负载特性的变化会

增加系统跟踪功率需求；当风电注入功率较大时，系统基本负荷需求会进一步降低，从而

降低传统电源的各种负荷水平。因此，频繁起动会降低电力系统设备的运行效率。因此，

考虑到电网的全面运行，大规模风电并网将要求系统常规发电的静态输出特性具有较高的

灵活性。

4.2应用于运行稳定性问题解决

在传统的电力系统运行过程中，稳定性也是一个重要的问题。风力发电机动态特性

弱、抗扰性较弱，对其稳定运行构成新的威胁。在传统电力系统中，小干扰和大干扰会影

响系统的运行稳定性。保