新能源發電系統中儲能技術現狀與分析

左素霞

摘?要： 電網在整個運行過程中，用戶在不同時段對電能需求量是不同的。根據不同的用電需求，及時補充或削減電量是現有電力系統調峰的重要調節措施。傳統的電量調節主要依靠減少或增加供給側發電量來滿足用電需求。此種方法，對于供給側的發電機組而言會帶來較大損害?；诖耍疚奶岢隽死脙δ芗夹g以儲能電站的方式來參與電力系統調峰的新措施。該儲能技術的應用，可以有效改善發電機組不正常運行的態勢，進而保障整個電網的長時間穩定運行。

關鍵詞： 電網;電能需求;電力系統調峰;儲能技術

【中圖分類號】TM711?????【文獻標識碼】A?????【文章編號】1674-3733（2020）23-0159-01

引言：目前我國對于可持續發展戰略部署的發展理念高度重視，環境與能源的發展問題也成為社會關注的重點，在很多的行業領域中由于受環境保護與節約能源發展模式的影響，加大相關企業清潔能源與新能源研究的力度與應用水平，從而提高企業的發展效率同時起到環境保護的效果。近些年，我國的環境問題不斷的出現，人們對于環境的破壞以及資源的浪費問題引起社會的高度關注。

1?儲能技術簡介

儲能是指將能量從一種形式轉換為另一種形式后進行的能量存儲。例如，使用電能參與氫氣的制取，將電能轉換為氫能源后實現了能量的存儲，在有一定需求時，再將氫能轉化為其他形式的能量，這就是儲能的一種具體表現。目前儲能技術主要包括兩種方式，一種是機械儲能，另一種是電磁儲能。機械儲能主要包括抽水儲能與壓縮氣體兩種形式。抽水儲能主要是在水力發電中，將過剩的電能帶動相應水泵動作，將水從低處運往高處，待電能不足的情況下，開啟水閘，利用水的重力勢能將機械能再轉化為電能。壓縮空氣儲能也是利用多余電能，將電能轉化為相應的機械能，對氣體進行壓縮。在電能供應不足情況下，釋放壓縮氣體帶動汽輪機進行發電。電磁儲能主要利用儲能電子設備進行電能的存儲，主要包括電池儲能技術與電容儲能技術兩種。電池儲能技術主要使用的是鉛酸電池、鋰電子電池等電子元器件將電能轉化為化學能，實現電池的充電過程，在停電或者電力供應不上時，利用電池對外進行供電，滿足緊急用電的需求。電容充電的本質與電池充電的類似，都是將電能轉化為化學能的一種表現形式。儲能技術的日益豐富，也為電力系統的平穩運行提供了強有力的保障。

2?儲能應用現狀

2.1?電源測和用戶側儲能應用現狀

隨著全球新能源產業的快速發展，我國已成為儲能技術發展的領軍國家，在推動儲能產業發展的進程中發揮了重要作用，尤其是在電化學儲能方面。依據儲能應用場景的不同，可以分為電網側儲能、電源測儲能以及用戶側儲能。儲能在發電領域的應用集中在輔助動態運行和取代或延緩新建機組，主要憑借儲能技術的快速響應能力來提高輔助動態運行時的火電機組的效率，并減少碳排放以及設備維護和更換的費用，以避免動態運行對機組壽命的損害，同時降低或延緩對新建發電機組容量的需求。而用戶側儲能主要應用于用戶分時電價管理、容量管理以及電能質量調節等方面，是幫助電力用戶實現分時段電價管理的主要手段。用戶在電價較低時對儲能系統充電，在高電價時放電。用戶在自身用電負荷較低的時段對儲能設備充電，在高負荷時，利用儲能設備放電，從而降低自己的最高負荷，達到減低容量費用的目的，提高供電質量和可靠性。電池儲能系統在電源側和用戶側已實現大規模應用。

2.2?電網側儲能應用現狀

電網側儲能區別于電源側和用戶側，是應用于輸配電領域的儲能類型。作為電網中優質的有功無功調節電源，它的主要功能是有效提高電網安全運行水平，實現電能在時間和空間上的負荷匹配，增強可再生能源消納能力，在電網系統備用、緩解高峰負荷供電壓力和調峰調頻方面意義重大。已有學者對儲能在電源側和用戶側的優化配置方法進行了深入研究，但電網側電化學儲能的研究和應用較少，尚處于初步發展階段。不同于源、荷側僅解決相關應用場景下的容量配置問題，電網側儲能的應用需結合區域電網的特性與儲能多功能應用需求。

3?當前儲能系統優化配置和控制的有效策略

3.1?系統組成結構分析

目前我國通過對多種儲能技術的研究分析，實現了電力系統運行效率的提高。多種儲能技術不僅可以促進大體積、功率較高和密度較高的系統進行綜合并網處理，還可以控制整個儲存單元的高密度。因此該技術在很多的電力系統中被廣泛地使用。同時，還要對超級電容裝置實施高效的運用，實現改善電能質量的目的，保證風電場功率在提高的基礎上，調整太陽能的電廠生產功率。另外，在環路設計的技術下，電能質量的合理控制還可以結合光伏發電系統的有效支持，然后保證混合儲能系統的安全與穩定性。再對功率進行定型分析，實現系統在固定的使用年限內電池儲能系統的優化處理[3]。

3.2?儲能吸引要確保優化的配置

針對于我國當前的儲能系統來講，在實現優化配置的過程中還要注重高質量以及電能的穩定性，從而提高整個功率在波動的過程中保持平穩性，然后充分的結合經濟與技術的要求，實現內部容量的不斷提高。為電能的儲存提供很大的幫助。在新能源的開發過程中還要結合運行的特點，實施曲線的分析，完善電力系統的優化設計。最終新能源的電力系統中更加的科學與完善。

3.3?儲能技術在低壓電力系統中的應用

在電力系統中，將1kv以下，稱為低壓。在低壓電力系統中，常見的儲能方式為電池儲能。隨著國家大力鼓勵新能源汽車的發展，新能源汽車數量呈現井噴式增長。對于很多新能源車主而言，很多都會選擇晚上進行充電，在一定程度上提升了晚間的電力系統的用電量，有利于電網的“填谷”。此外，在某些地區是不能夠斷電的。比如醫院、軍事單位、火車站等地區。此類地區一旦發生斷電行為，必須能夠緊急啟動備用電源來滿足用電需求。此時，儲能電池在停電之后迅速放電，恢復這些區域的供電。

結語：未來綜合能源系統中儲能技術應用層面仍有許多關鍵性技術問題有待解決，例如合理規劃不同調度周期的儲能系統之間的調度方式以實現經濟性最優、多元儲能技術的規劃優化[47]、調度策略模型以及可靠性評估研究以及含儲能的綜合能源系統穩態能量流優化與動態能量管理問題等。這些問題將直接影響區域綜合能源系統的經濟性與穩定性。

參考文獻

[1]?王偉亮，王丹，賈宏杰，等.能源互聯網背景下的典型區域綜合能源系統穩態分析研究綜述[J].中國電機工程學報，2016，36（12）：3292-3306.

[2]?國家電網有限公司.泛在電力物聯網白皮書2019[R].北京：國家電網有限公司，2009.