新能源发电侧储能技术和运用分析

曹慧利

（宁夏电投新能源有限公司）

0 引言

电网结构分为电源侧、电网侧和用户侧三个类型，新能源发电储能在各项政策的支持下，进入了企业投资领域范围内。电力企业储能技术能够有效缓解电压高峰压力，减少用电耗损，保证电网安全。储能技术的有效引入，能够更改新能源性质，保证供电稳定性，对太阳能发电中储存技术进行全面分析。我国用电储能技术处于发展初期，不够完善，容量过小，随着新能源发电系统模式的增加，应该将储能技术有效运用其中。要注重提高性能质量，满足用户实际基本需求，促进行业更好发展。

1 新能源发电侧储能技术介绍

根据我国新能源发电侧储能技术的实际情况研究发现，从原本的发展初期逐步向高速推广阶段进展，2022年中国不少省份根据青海省推出的风电开发建议陆续发布相关建议和对策，并将储能技术作为当前新能源项目发展的标配。直到2020年上半年，我国已经有12个省份进行了电侧储能技术政策的应用，国家大力支持和鼓励此技术的开发推广［1］。比如某省为保证光伏电站能够达到人们日常实际需求，要保证储能容量高达5%以上，时间控制在一小时以上，大部分省份积极鼓励支持新能源储能技术朝着多方向角度发展，并开展了光伏加储能项目的建设工作，大力支持风储一体化互补项目，保证储能管理工作符合标准，并能为调峰风电项目的完整化发展和全面优化奠定有利基础。新能源加储能项目受到政府及各界的广泛关注，规模不断扩大，随着信息化的发展，逐步朝着规范化、数字化方向进展，全国各地应结合自身经济和用电情况，构建科学完整，一体化的控制模式，有效管控储能效果，还要根据不同地区的新能源发电侧储能技术进行研究，提出创新工作策略，保证经济效益的同时，确保新能源更加环保，从根本上凸现新能源的有利发展。

2 新能源发电系统中储能系统技术的研究

第一，储能技术的作用。可提高整个用电系统的性能质量，新时代下并网运行，可满足整个省份人民和工厂的电能质量要求，与以往相对比，孤岛运行下的新能源系统电能质量容易受到外界因素的影响，因此，会产生强烈的波动。而其中储能装置的出现会保证电能更加稳定，维持母线电压的同时，能够有效调控调频，不再轻易受到外界因素的影响［2］。削峰填谷，新能源的生产和消耗策略都是伴随着时代的发展，根据问题不断创新和改进，用电低谷期会出现大量电资源的浪费情况，例如，火电机组调风可通过降低出力等有效解决策略，然而，燃料的利用效率也会随之降低，所以通过此种方法调峰，不但会导致发电时间延长，还会导致用电设备的浪费，同时还会造成大量燃料的浪费。而储能系统能轻松解决存在的问题，用电低谷期可以把多余的电能自动储存在其中，用电高峰期自然而然地释放电能，从而达到有效调控效果。短期电力供应，用电工程中，电网运行经常会出现断网事故，导致发电系统一瞬间进入孤岛运行状态，无法掌控局面，而储能装置的添加能够有效控制整个电网，对电压运行和频率存在的偏差进行修正和调整，实现孤岛和并网模式的自动转换［3］。大面积停电事故发生会对人们日常生活和工作造成不利影响，与此同时，新能源的能量容易受到外界因素和天气的影响，加上资源不稳定，不利于用电系统的发展，而储能设备的安装可以有效维持和调整。

第二，储能系统的分类及工作原理。常见的有抽水压缩飞轮等储能类型，在具体使用中，抽水蓄能占据比例较大，由低处向高处进行抽水将电能转换成水的动力势能，进而完成整个充电过程，压缩空气储能就是通过压缩机将空气不断压缩低于10MPa状态下，可完成充电。电化学储能方法可通过电和电解质之间出现的一系列反应，从而完成充电，实际工作原理与充电池相似。储能系统的种类繁多，可以根据实际情况选择适合的方法［4］。

3 新能源发电系统中储能系统的有效运用

3.1 储能技术在不同发电系统中的运用

第一，光伏电站的储能应用，光伏离网系统最早应用较多，可通过组件、控制器、蓄电池，三者相互连接，完成整个电网的控制和调节，充电时可通过组件将直流电借助控制器直接储存在蓄电池中，而放电时，也是通过逆变器和放电控制器将直流电直接转换成交流电，然后接入负载中进行使用。早期离网系统中安装的储电池一般都是铅酸胶体制作而成的，家庭中应用的离网系统，光伏，路灯等都是日常生活中较为常见的工程项目［5］。第二，光伏微网系统的运用，主要以户用光伏和小型光伏分布式微网系统较为常见，就是在联网系统的基础上进行兼并使用并网的功能，当并网出现停电现象后，可由并网状态直接转为孤岛运行，然后实现平滑切换。第三，大型光伏电站配置储能系统的应用，可通过电站交流侧配置储能系统完成工作，实现对整个电网的调峰，当前，大多数城市使用了地面光伏电站配置储能工作，按照10∶1的比例进行配置，并且保证充电时间不低于两小时范围内。

3.2 风储发电的运用

储能系统在电网中的运用能够保证风力发电站发挥最主要作用，并且提高风电场的稳定性，借助风电机组有效配置双向变流器和储能系统，实现对用电的调节，提升机组输出性能的同时，保证用电稳定性。即使电网受到外界极端条件的影响，储能系统也能够满足用电需求，不断吸收和储存多余功率，在有需求时及时放电，与此同时，能够保护风力涡轮机不受损害，并可有效改变用电性能，做好电压管理工作［6］。因此说储能技术在电网中的应用能够不受时间限制，能够动态化地调节和控制，保证能源系统的安全运行。

3.3 风光储一体化发电的运用

2022年，国家对电力源网荷储提出了有关指导意见，保证风光储一体化，在优势互补、双向发展的层次上明确具体发展方向，借助风电光伏系统配置优良储能系统，构建发电项目，通过发电项目不断优化电站的基本性能，保证风光储三者相辅相成，相互配合，在三者的共同努力下，共同完成发电厂发电的任务。储能装置在谷时段能够快速完成对蓄电池的充电，在这段可以将储存的电能自动释放，保证发电系统稳定性的同时确保用电系统不受损害。新能源发电的稳定与电荷之间的矛盾逐渐突出，到2030年和2060年能有效解决，因此，在“十四五”期间，根据用电实际情况，提出了各种对策要求，将会有更大规模的机组容量被安装在电网中，供人们使用。

3.4 储能系统解决对策的应用

大型用电企业负荷由于在短时间内用电需求大，存在大量接入点，因此，会导致电网电压不够稳定，严重波动进而影响用电设备的安全性和稳定性。基于此条件下应该对电网增加储能系统，从而满足人们的用电和工作需求，对电网的频率和电压进行快速的调节。储能系统的安装能够满足大型用电企业短期、长期大功率使用要求，还可以使用超级电容器或其他电池进行用电的储存。但新能源在使用过程中存在间歇性以及不可预测性等缺点，大规模使用或接入会导致无法调控，继而出现太阳能和风能问题，无法有效控制，大型企业、工厂、写字楼都是需要电量较大的场所，会导致电荷波动大，因此，可安装储能系统保证电网稳定性，还可以快速切换离网电源提供应急供电［7］。国内储存系统主要是由电池和变流器组成，可以根据人们日常用电需求，不断提高经济效益，光伏电站的储存需要大容量电池，在其中可以达到出电的作用，确保电力稳定性。交流储存室光伏组件借助逆变器不断储存电量，能够保证用电稳定性，并且能够有效降低储存经济成本。

3.5 发电侧储能技术运用需要的关键技术

时代不断发展，能源互联网也不断变革，使得储能迈上新高度，可再生资源逐步改变着人们的工作和生活，作为新能源的重要组成部分未来有着良好的发展前景，但也面对着成本高的不利因素。储能是智能电网的主要技术之一，应有效解决储能能量密度、功率、密度等问题，除了效率以及稳定性和可靠性等问题，由于适用范围较广、密度较高、容量大，因此应针对上述三方面进行研究，做好锂离子电池材料的高度开发，借助传感器实现监控和管理，解决锂电池运用过程中出现的问题。不断研究各种探测技术，延长电池的使用寿命，了解各种化学反应，开发稳定的电解液，不断优化结构和设计［8］。并且在实际工作期间还要做好储能系统放电阶段对新能源发电场功率预测系统的影响，以免造成功率预测偏差大，增加电网对新能源发电的考核，这也是当前储能系统需要考虑和分析的问题。

4 结束语

综上所述，由于能源的不断进展，容量增加，储能技术在新能源电测中的运用可以保证电能使用的安全性、灵活性和稳定性，并对整体运作起着重要作用。未来储能技术应用范围会不断扩大，为保证更加健康和稳定的发展，应该进一步研发，不断降低经济成本，提高适应性，有效调节电压和功率，提出针对性策略，打造全面规范的储能技术促进行业的稳定发展。