新能源发电系统中储能技术现状与分析

左素霞

摘 要： 电网在整个运行过程中，用户在不同时段对电能需求量是不同的。根据不同的用电需求，及时补充或削减电量是现有电力系统调峰的重要调节措施。传统的电量调节主要依靠减少或增加供给侧发电量来满足用电需求。此种方法，对于供给侧的发电机组而言会带来较大损害。基于此，本文提出了利用储能技术以储能电站的方式来参与电力系统调峰的新措施。该储能技术的应用，可以有效改善发电机组不正常运行的态势，进而保障整个电网的长时间稳定运行。

关键词： 电网;电能需求;电力系统调峰;储能技术

【中图分类号】TM711     【文献标识码】A     【文章编号】1674-3733（2020）23-0159-01

引言：目前我国对于可持续发展战略部署的发展理念高度重视，环境与能源的发展问题也成为社会关注的重点，在很多的行业领域中由于受环境保护与节约能源发展模式的影响，加大相关企业清洁能源与新能源研究的力度与应用水平，从而提高企业的发展效率同时起到环境保护的效果。近些年，我国的环境问题不断的出现，人们对于环境的破坏以及资源的浪费问题引起社会的高度关注。

1 储能技术简介

储能是指将能量从一种形式转换为另一种形式后进行的能量存储。例如，使用电能参与氢气的制取，将电能转换为氢能源后实现了能量的存储，在有一定需求时，再将氢能转化为其他形式的能量，这就是储能的一种具体表现。目前储能技术主要包括两种方式，一种是机械储能，另一种是电磁储能。机械储能主要包括抽水储能与压缩气体兩种形式。抽水储能主要是在水力发电中，将过剩的电能带动相应水泵动作，将水从低处运往高处，待电能不足的情况下，开启水闸，利用水的重力势能将机械能再转化为电能。压缩空气储能也是利用多余电能，将电能转化为相应的机械能，对气体进行压缩。在电能供应不足情况下，释放压缩气体带动汽轮机进行发电。电磁储能主要利用储能电子设备进行电能的存储，主要包括电池储能技术与电容储能技术两种。电池储能技术主要使用的是铅酸电池、锂电子电池等电子元器件将电能转化为化学能，实现电池的充电过程，在停电或者电力供应不上时，利用电池对外进行供电，满足紧急用电的需求。电容充电的本质与电池充电的类似，都是将电能转化为化学能的一种表现形式。储能技术的日益丰富，也为电力系统的平稳运行提供了强有力的保障。

2 储能应用现状

2.1 电源测和用户侧储能应用现状

随着全球新能源产业的快速发展，我国已成为储能技术发展的领军国家，在推动储能产业发展的进程中发挥了重要作用，尤其是在电化学储能方面。依据储能应用场景的不同，可以分为电网侧储能、电源测储能以及用户侧储能。储能在发电领域的应用集中在辅助动态运行和取代或延缓新建机组，主要凭借储能技术的快速响应能力来提高辅助动态运行时的火电机组的效率，并减少碳排放以及设备维护和更换的费用，以避免动态运行对机组寿命的损害，同时降低或延缓对新建发电机组容量的需求。而用户侧储能主要应用于用户分时电价管理、容量管理以及电能质量调节等方面，是帮助电力用户实现分时段电价管理的主要手段。用户在电价较低时对储能系统充电，在高电价时放电。用户在自身用电负荷较低的时段对储能设备充电，在高负荷时，利用储能设备放电，从而降低自己的最高负荷，达到减低容量费用的目的，提高供电质量和可靠性。电池储能系统在电源侧和用户侧已实现大规模应用。

2.2 电网侧储能应用现状

电网侧储能区别于电源侧和用户侧，是应用于输配电领域的储能类型。作为电网中优质的有功无功调节电源，它的主要功能是有效提高电网安全运行水平，实现电能在时间和空间上的负荷匹配，增强可再生能源消纳能力，在电网系统备用、缓解高峰负荷供电压力和调峰调频方面意义重大。已有学者对储能在电源侧和用户侧的优化配置方法进行了深入研究，但电网侧电化学储能的研究和应用较少，尚处于初步发展阶段。不同于源、荷侧仅解决相关应用场景下的容量配置问题，电网侧储能的应用需结合区域电网的特性与储能多功能应用需求。

3 当前储能系统优化配置和控制的有效策略

3.1 系统组成结构分析

目前我国通过对多种储能技术的研究分析，实现了电力系统运行效率的提高。多种储能技术不仅可以促进大体积、功率较高和密度较高的系统进行综合并网处理，还可以控制整个储存单元的高密度。因此该技术在很多的电力系统中被广泛地使用。同时，还要对超级电容装置实施高效的运用，实现改善电能质量的目的，保证风电场功率在提高的基础上，调整太阳能的电厂生产功率。另外，在环路设计的技术下，电能质量的合理控制还可以结合光伏发电系统的有效支持，然后保证混合储能系统的安全与稳定性。再对功率进行定型分析，实现系统在固定的使用年限内电池储能系统的优化处理[3]。

3.2 储能吸引要确保优化的配置

针对于我国当前的储能系统来讲，在实现优化配置的过程中还要注重高质量以及电能的稳定性，从而提高整个功率在波动的过程中保持平稳性，然后充分的结合经济与技术的要求，实现内部容量的不断提高。为电能的储存提供很大的帮助。在新能源的开发过程中还要结合运行的特点，实施曲线的分析，完善电力系统的优化设计。最终新能源的电力系统中更加的科学与完善。

3.3 储能技术在低压电力系统中的应用

在电力系统中，将1kv以下，称为低压。在低压电力系统中，常见的储能方式为电池储能。随着国家大力鼓励新能源汽车的发展，新能源汽车数量呈现井喷式增长。对于很多新能源车主而言，很多都会选择晚上进行充电，在一定程度上提升了晚间的电力系统的用电量，有利于电网的“填谷”。此外，在某些地区是不能够断电的。比如医院、军事单位、火车站等地区。此类地区一旦发生断电行为，必须能够紧急启动备用电源来满足用电需求。此时，储能电池在停电之后迅速放电，恢复这些区域的供电。

结语：未来综合能源系统中储能技术应用层面仍有许多关键性技术问题有待解决，例如合理规划不同调度周期的储能系统之间的调度方式以实现经济性最优、多元储能技术的规划优化[47]、调度策略模型以及可靠性评估研究以及含储能的综合能源系统稳态能量流优化与动态能量管理问题等。这些问题将直接影响区域综合能源系统的经济性与稳定性。

参考文献

[1] 王伟亮，王丹，贾宏杰，等.能源互联网背景下的典型区域综合能源系统稳态分析研究综述[J].中国电机工程学报，2016，36（12）：3292-3306.

[2] 国家电网有限公司.泛在电力物联网白皮书2019[R].北京：国家电网有限公司，2009.