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[摘 要]当前，在风力发电技术中引入储能技术是最重要的研究方向，储能技术的引进，不仅能够使电压平稳输出，对风力发电系统的功率波动进行有效抑制，还能保证风力发电的正常运行，进一步提高电能的质量。本文对风力发电系统中各种储能技术的应用以及储能技术的类型和特征进行了简要的论述，并且对风力发电系统中各种储能技术的应用前景进行了分析。
[关键词]储能技术 风力发电系统 电能 应用
中图分类号：TM614；TK82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0221-01
我国的生活质量与生活水平，随着市场经济的高速发展也有了明显的提高。与此同时，对于能源的需求我国也在不断加大，据能源部门的预测，到2035年我国将成为世界上能源消耗最大的国家，所以，振兴新能源是我国现阶段的一个重要发展方向，而到2020年左右，风力发电能源技术则会成为我国的主导发电技术。
一、储能技术的类型及特征
（1）超级电容器储能系统
依据电化学双层研制而成的储能系统就是超级电容器储能系统，其能够提供强大的脉冲功率，其充电过程，是处于理想极化状态的电极表面，电荷可以吸引周围电解质溶液当中的异性离子，使其依附在电极表面，形成了双电荷层，构成了双电层电容。我国对超级电容器储能系统的研究已经有十余年，一套超级电容器储能系统的系列产品已经形成。
（2）蓄电池储能系统
利用电池正负极的氧化还原反应，进行放电与充电的过程就是蓄电池储能系统，其一般由控制装置、辅助装置、电池及直交流逆变器等装置组成。当前，此系统在发电系统中的应为最为广泛，蓄电池储能系统中由于所选用的化学物质有所不同，所以蓄电池储能系统一般可分为：钠硫电池储能、铅酸电池储能、镍氢电池储能、锂离子电池储能、流电池储能、镍镉电池储能等。
（3）超导储能系统
利用超导线制作的线圈，将供电时所提供的磁场能量进行有效储存，在需要使用时将这些能量再回送给电网，这就是超导储能系统。超导储能系统具有以下三项优点：
第一、在储存能量时损耗的能量很少，在输送能量的过程中，能量送回的效率较高。
第二、有很快的释放能量速度，转换效率高，反应速度快，在输送能量的过程中不存在能量转换过程。
第三、采用SMES，对电压、无功功率、频率及有功功率能够更好地进行调节，同时，能够使风力发电系统的实时功率及大容量能量转换从储能系统中得到补偿。
（4）飞轮储能系统
利用机械运动进行储能的一种储存方式，将电能转换成飞轮机械运动的动能，同时将这些能量进行长期储存，在需要的时候将这些动能转化为电能，这是飞轮储能技术的工作原理。飞轮储能系统具有噪音小、维修简单、无污染以及能够连续工作等特点。将飞轮储能系统进行积木式组合，系统可达到NW级，最短输出时间为数分钟，而最长则可以达到数小时连续工作。当前，飞轮储能系统主要用于发电系统中的电网调峰与频率控制工作，飞轮储能技术在一些先进国家的风力发电系统中已经被应用。
（5）其他储能系统
在实际操作中，除了以上介绍的几种储能系统以外，氢燃料电池储能、压缩空气储能、抽水储能等储能等储能方式也被广泛应用。氢燃料电池储能是将化学能直接转换成电能的一种装置，不过，此种储能技术如果想要广泛应用，那么，氢气的廉价提取、安全高效的运输与储存以及大规模应用这三个问题必须要解决。采用燃气轮机进行调峰储能的一种技术，就是我们所说的压缩空气储能系统，此种储能技术在相同电力输出的情况下，燃气消耗更少，并且能量的转换效率也非常高，达到90%以上。现实中用于电网调峰工作的大多是抽水储能技术，在集中式发电时也有着比较广泛的应用。抽水储能技术受到地理环境的限制，很多风力发电厂由于地理条件的限制无法建立抽水蓄能电站，因此，抽水储能技术也就无法得到应用。
二、风力发电系统中各种储能技术的应用前景
在上文所介绍的储能技术中，抽水储能技术及压缩空气储能技术，是比较适合电网调峰的储能技术。用户所需求的求测管理与中小规模的储能更适合使用电池储能技术。超级电容器储能技术相对来说，更加适用于电动汽车储能及混合储能。对于电能质量保障与电网调频工作，超导电磁储能技术及飞轮储能技术则更为合适。
成本问题是限制风力发现系统中应用各种储能技术的最大问题，所以，提高能量的转换效率及降低储能技术成本是风力发电系统在今后应用储能技术的一个重要研究方向。各种储能技术随着风力发电技术的不断发展和普及，也会随之不断发展进步，所以在风力发电系统中各种储能技术的应用，必定会拥有更为广泛的前景。
储能技术的成熟度、环境条件、系统成本、桥接时间、额定功率等因素，是在选择适合风力发电系统的储能技术时必须要考虑的几个问题。只有实现超导储能、钠硫储能、高速飞轮储能、液流电池储能、超级电容器储能等储能技术，都能够使风电场平稳的输出电压，实现对电能质量的功能管理，风力发电系统才能够真正做到储能。这些储能技术在外部电网出现质量故障时，为了保证电网的平稳运行，要能够提供及时的电压支撑。此外，铅酸电池储能、液流电池储能以及新型钠硫储能等储能技术，都具有一定的调峰能力，所以，在风力发电系统中这些储能技术更为适合大规模储能。
多种储能系统相结合的储能技术，在风力发电系统中也是可以进行应用的，例如：采用超导电容器储能与蓄电池储能、超导储能与蓄电池储能、超导电容器储能与飞轮储能等混合式的储能系统。采用混合型储能系统，不但可以保证经济性，还能够兼顾电能质量管理及能量管理。当前，很多先进国家已经展开了此方面的研究工作，在风力发电系统中混合型储能技术的应用，是最为经济的可行方案。
总结：本文对风力发电系统中各种储能系统的应用，以及储能技术的类型与特性进行了分析及探讨。随着不断进步和发展，提高能量转换效率与降低储能技术成本，是需要尽快改善的两个重要问题。随着储能技术的快速发展，在风力发电系统中各种储能技术的应用，必然会越来越广泛。
参考文献
[1] 张文亮，丘明，来小康.储能技术在电力系统中的应用[J].电网技术，2008，32（7）：1-9.
[2] 张宇，俞国勤，施明融.电力储能技术应用前景分析[J].华东电力，2008，36（4）：91-93.
[3] 阮军鹏，张建成，汪娟华.飞轮储能系统改善并网风电场稳定性的研究[J].电力科学与工程，2008，24（3）：5-8.
[关键词]储能技术 风力发电系统 电能 应用
中图分类号：TM614；TK82 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）25-0221-01
我国的生活质量与生活水平，随着市场经济的高速发展也有了明显的提高。与此同时，对于能源的需求我国也在不断加大，据能源部门的预测，到2035年我国将成为世界上能源消耗最大的国家，所以，振兴新能源是我国现阶段的一个重要发展方向，而到2020年左右，风力发电能源技术则会成为我国的主导发电技术。
一、储能技术的类型及特征
（1）超级电容器储能系统
依据电化学双层研制而成的储能系统就是超级电容器储能系统，其能够提供强大的脉冲功率，其充电过程，是处于理想极化状态的电极表面，电荷可以吸引周围电解质溶液当中的异性离子，使其依附在电极表面，形成了双电荷层，构成了双电层电容。我国对超级电容器储能系统的研究已经有十余年，一套超级电容器储能系统的系列产品已经形成。
（2）蓄电池储能系统
利用电池正负极的氧化还原反应，进行放电与充电的过程就是蓄电池储能系统，其一般由控制装置、辅助装置、电池及直交流逆变器等装置组成。当前，此系统在发电系统中的应为最为广泛，蓄电池储能系统中由于所选用的化学物质有所不同，所以蓄电池储能系统一般可分为：钠硫电池储能、铅酸电池储能、镍氢电池储能、锂离子电池储能、流电池储能、镍镉电池储能等。
（3）超导储能系统
利用超导线制作的线圈，将供电时所提供的磁场能量进行有效储存，在需要使用时将这些能量再回送给电网，这就是超导储能系统。超导储能系统具有以下三项优点：
第一、在储存能量时损耗的能量很少，在输送能量的过程中，能量送回的效率较高。
第二、有很快的释放能量速度，转换效率高，反应速度快，在输送能量的过程中不存在能量转换过程。
第三、采用SMES，对电压、无功功率、频率及有功功率能够更好地进行调节，同时，能够使风力发电系统的实时功率及大容量能量转换从储能系统中得到补偿。
（4）飞轮储能系统
利用机械运动进行储能的一种储存方式，将电能转换成飞轮机械运动的动能，同时将这些能量进行长期储存，在需要的时候将这些动能转化为电能，这是飞轮储能技术的工作原理。飞轮储能系统具有噪音小、维修简单、无污染以及能够连续工作等特点。将飞轮储能系统进行积木式组合，系统可达到NW级，最短输出时间为数分钟，而最长则可以达到数小时连续工作。当前，飞轮储能系统主要用于发电系统中的电网调峰与频率控制工作，飞轮储能技术在一些先进国家的风力发电系统中已经被应用。
（5）其他储能系统
在实际操作中，除了以上介绍的几种储能系统以外，氢燃料电池储能、压缩空气储能、抽水储能等储能等储能方式也被广泛应用。氢燃料电池储能是将化学能直接转换成电能的一种装置，不过，此种储能技术如果想要广泛应用，那么，氢气的廉价提取、安全高效的运输与储存以及大规模应用这三个问题必须要解决。采用燃气轮机进行调峰储能的一种技术，就是我们所说的压缩空气储能系统，此种储能技术在相同电力输出的情况下，燃气消耗更少，并且能量的转换效率也非常高，达到90%以上。现实中用于电网调峰工作的大多是抽水储能技术，在集中式发电时也有着比较广泛的应用。抽水储能技术受到地理环境的限制，很多风力发电厂由于地理条件的限制无法建立抽水蓄能电站，因此，抽水储能技术也就无法得到应用。
二、风力发电系统中各种储能技术的应用前景
在上文所介绍的储能技术中，抽水储能技术及压缩空气储能技术，是比较适合电网调峰的储能技术。用户所需求的求测管理与中小规模的储能更适合使用电池储能技术。超级电容器储能技术相对来说，更加适用于电动汽车储能及混合储能。对于电能质量保障与电网调频工作，超导电磁储能技术及飞轮储能技术则更为合适。
成本问题是限制风力发现系统中应用各种储能技术的最大问题，所以，提高能量的转换效率及降低储能技术成本是风力发电系统在今后应用储能技术的一个重要研究方向。各种储能技术随着风力发电技术的不断发展和普及，也会随之不断发展进步，所以在风力发电系统中各种储能技术的应用，必定会拥有更为广泛的前景。
储能技术的成熟度、环境条件、系统成本、桥接时间、额定功率等因素，是在选择适合风力发电系统的储能技术时必须要考虑的几个问题。只有实现超导储能、钠硫储能、高速飞轮储能、液流电池储能、超级电容器储能等储能技术，都能够使风电场平稳的输出电压，实现对电能质量的功能管理，风力发电系统才能够真正做到储能。这些储能技术在外部电网出现质量故障时，为了保证电网的平稳运行，要能够提供及时的电压支撑。此外，铅酸电池储能、液流电池储能以及新型钠硫储能等储能技术，都具有一定的调峰能力，所以，在风力发电系统中这些储能技术更为适合大规模储能。
多种储能系统相结合的储能技术，在风力发电系统中也是可以进行应用的，例如：采用超导电容器储能与蓄电池储能、超导储能与蓄电池储能、超导电容器储能与飞轮储能等混合式的储能系统。采用混合型储能系统，不但可以保证经济性，还能够兼顾电能质量管理及能量管理。当前，很多先进国家已经展开了此方面的研究工作，在风力发电系统中混合型储能技术的应用，是最为经济的可行方案。
总结：本文对风力发电系统中各种储能系统的应用，以及储能技术的类型与特性进行了分析及探讨。随着不断进步和发展，提高能量转换效率与降低储能技术成本，是需要尽快改善的两个重要问题。随着储能技术的快速发展，在风力发电系统中各种储能技术的应用，必然会越来越广泛。
参考文献
[1] 张文亮，丘明，来小康.储能技术在电力系统中的应用[J].电网技术，2008，32（7）：1-9.
[2] 张宇，俞国勤，施明融.电力储能技术应用前景分析[J].华东电力，2008，36（4）：91-93.
[3] 阮军鹏，张建成，汪娟华.飞轮储能系统改善并网风电场稳定性的研究[J].电力科学与工程，2008，24（3）：5-8.