淺析儲能技術在新能源電力系統中的應用

安科瑞 陳聰

摘要：由于近些年社會發展速度不斷加快，在一定程度上也推動了新能源技術的發展進程。因為該技術在使用過程中有著很多的優勢，所以也受到了社會各界的廣泛關注以及運用。尤其是對于電力行業的發展而言，通過科學合理的運用儲能技術能夠更好地實現新能源的穩定利用，有助于提升電網穩定性，不但能夠使新能源發電更加符合當前社會發展要求，同時也可以進一步提升對能源的利用率，盡可能減小污染問題的產生，保障生態環境與電力產業實現協調穩定的發展。基于此，文章分析了儲能技術對新能源系統發展的重要性，研究了新能源電力系統中常用的儲能技術，并*點探討了儲能技術在新能源系統中的應用。

關鍵詞：儲能技術；新能源電力系統；協調控制；

0引言

隨著當前人們生活水平不斷提升以及社會經濟活動發展速度不斷加快，對電力能源的需求量逐漸增多，以往的電力系統已很難符合當前社會以及居民的要求。如果沒有及時對其進行改進以及優化，不僅會嚴重影響人們的日常生活，還會限制社會經濟的良好發展。所以在此背景下，推動了新能源電力系統的誕生以及發展，該系統在具體運用過程中有著很多優勢，可以有效減少對不**生能源的使用，同時也能夠給人們生活以及生產提供充足的電力資源等。但是就當前的實際情況而言，因為新能源電力系統的發展時間相對較短，所以在具體使用過程中依舊存在著很多的問題，需要及時對其進行優化以及改善，否則很難將新能源電力系統的作用以及價值充分展現出來。不管是人們的生活還是社會各項經濟活動的開展都需要*量的電力能源，隨之而來的能源危機還有環境污染等情況也逐漸嚴峻。想要更好地面對這些問題以及挑戰，應該重視并積極探索各項新型技術手段。通過科學運用新能源系統儲能技術在一定程度上可以更好地預防能源短缺等情況的出現，可以促使電力系統始終處于穩定的運行狀態，同時也能夠更好地保障電能質量。

1儲能技術對新能源電力系統發展的重要性

1.1為新能源發電*規模使用創造條件

對于現代新能源發電系統而言，其所包含的內容相對較多，其中較為關鍵的屬風能和太陽能兩種形式。與以往所使用的火力發電相比，新能源在具體使用過程中有著綠色性、清潔性以及低碳性等優勢。然而一些清潔能源技術在具體運用過程中也有著較強的波動性以及間接性等問題，很難保障電網系統整體的穩定性。但是通過科學地運用儲能技術可以有效預防上述問題的出現，能夠進一步增強新能源并網過程中的安全性[1]。所以，在一定程度上儲能技術屬于促使構建一種以新能源為主體的全新系統的重要技術手段。

1.2調峰和控制輸出平穩

不管是對于風力發電而言還是對于光伏發電來講，其都存在著較強的間歇性還有波動性等特征，所以導致這兩項能源很難得到*規模的推廣以及使用，但是通過科學運用儲能技術就可以避免出現這項問題。充分發揮儲能設備的作用對電站展開科學合理的調峰，使電能在后期始終處于安全穩定的運行狀態，并且也不會對電網原本的容量造成較*的影響，進一步增強資源整體使用率。

2新能源電力系統中常用的儲能技術

2.1物理儲能技術

2.1.1壓縮空氣儲能

壓縮空氣儲能主要是運用分子內力進行相應的發電，當負荷處于低谷時期利用空氣壓縮的方法將其科學地儲存在相關的容器當中。當用電高峰時期能夠及時合理地將空氣進行釋放，進而能夠順利驅動渦輪機進行運行，保障其可以符合發電要求[2]。壓縮空氣儲能在使用過程中有著很多優勢，如能量轉化率非常高、所能儲存的容量相對較*、能夠不斷延長運行時間。

2.1.2抽水儲能

抽水儲能屬于當前規模相對較*的一種儲能方式，較為完善，但是這個儲能方式在具體使用過程中需要在上下游處都設置相應的水庫。當出現負荷低谷等問題時，應該重視利用有關設備開展抽水操作，同時將下游水庫當中所存在的水資源及時傳輸到上游當中進行儲存。如果在這個期間存在用電高峰，那么應該及時將各個設備設置為發電機狀態，然后再利用上游水庫當中的儲能進行相應的發電。當前所有抽水儲能方式在具體使用過程中都有了良好的作用以及效果，并且各個技術在使用期間也都存在著*特的優勢，工作人員可以結合當地的具體情況進行選擇。抽水儲能在具體運用過程中有著面積*、成本低以及操作相對較為便捷等優勢，但同時對于功率方面也有著較高的要求，具體的轉化率*致為70%[3]。因為受到水文因素還有自然資源因素的不斷影響，導致其廠址的選擇非常復雜，加*了工作人員的選擇難度。因為抽水蓄能具體特征方面的影響，抽水蓄能對于減小事故儲備方面也起到關鍵作用。

2.1.3飛輪儲能

飛輪儲能在使用過程中效率相對較高，容量轉化率*高能夠超過80%，飛輪儲能的存在對于推動儲能技術創新方面有著積極的影響。通過科學合理地運用發動機儲能，飛輪可以借助電機的功能實現高速轉動，*終順利實現儲能目標。在需要產生動力時，高速飛輪能夠充當相應的發電機，然后在不斷的運轉過程中可以將動能及時轉化成能量，同時將所轉化的能量及時釋放至外界負載當中[4]。飛輪儲能在使用過程中不僅投入成本較低，同時時間因素也并不會對其產生較*的影響。

2.2電磁儲能技術

2.2.1超導磁儲能

該技術在使用過程中的轉化率可以達到90%。通過對該技術的有效運用，能夠保障繞組電流不會出現較*的變化，甚至所產生的變化可以忽略不計。進而不管是在具體儲能期間還是在釋放期間都不會消耗過多的電能，同時整體的消耗率也可以忽略不計。然而由于其使用范圍逐漸增*，超導線圈在使用過程中也應該始終處于低溫液體狀態下，這樣才能夠取得良好效果，但是這樣也會加*成本。該技術在具體使用過程中有著*污染以及響應快等優勢，超導儲能材料在具體使用過程中能夠有效增強發動機整體的輸出性能，同時對于增強電能質量方面也有著積極的影響。所以在此背景下，相關工作人員應該加強對超導磁儲能的關注度，積極合理地對其進行運用。

2.2.2超*電容器儲能

該技術在具體使用過程中存在著電池儲能以及電容儲能等特征，該能量在儲存過程中主要是將雙電層原理作為基礎依據，以超*電容器儲能工藝為基礎的存儲能量應用，從而進一步增強放電流程整體可逆性，同時其重復次數也可以超出100000次。與以往所使用的電器皿不同，超*電容器在具體使用過程中存在著溫度閾值寬以及安全性相對較高等特征，同時還兼備普通電容器所具備的優勢[5]。此外，該技術在使用期間存在著循環壽命長、響應快等優勢，將其與蓄電池技術進行有效融合，在一定程度上也能夠有效增強蓄電池整體充電以及放電的效能。所以在此背景下，相關單位以及工作人員在對超*電容儲能技術進行運用過程中，應該深入分析蓄電池技術的優勢以及作用，然后*面詳細地分析二者的融合點，將其進行科學合理的結合，從而進一步增強技術的使用效果，將其作用以及價值充分展現出來。

3儲能技術在新能源電力系統中的應用

3.1在風能電力系統中的應用

對于風電電站而言，科學合理地設置儲能裝置不僅能夠有效增強電壓以及電流的穩定性，并且能夠及時合理地調節電力系統。將該裝置科學安裝在電源端，能夠結合實際情況及時調整電力供應情況；將其安裝于出口端線位置，能充分發揮該系統的放電以及儲存功能，在一定程度上能夠更好地管理系統運行功率。為了進一步增強風力發電的穩定性以及安全性，可以在風扇當中合理地設置備用電池，從而對多余的電力進行儲存。為了避免突然發生故障，應該重視合理的安裝電池設備。由于近幾年科技水平不斷提升，使風力發電技術也得到了不斷的優化以及改善，使風力發電還有電網得到有效關聯，此時利用儲存技術能發揮風力發電場的削峰填谷作用，而在這個期間一旦需要離網發電，那么應該在系統當中合理地安裝動態儲能系統。因為風電系統在具體運行期間速度相對較快，經常會發生閃變現象，同時受到塔陰影的影響，很容易出現雷電閃爍等情況，如果沒有及時安裝動態儲能系統，那么會對風電機組的穩定運行產生較*的影響。

3.2在光伏發電系統中的應用

光伏發電系統在具體使用過程中能夠充當主電網的補充，但是在具體實踐當中，該系統在運行期間并不具備穩定的瞬時功率，所以在使用期間獲取電能的效果相對較差。在此背景下，應該合理地運用儲能技術，充分發揮該技術的使用優勢進一步增強功率整體穩定性，從而不斷增強并網效果；應該積極合理地運用無源并聯儲能方法，利用該技術在穩定負載功率上的作用，更好地管理系統脈沖，保障電池可以順利進行充放電，進一步增強電流整體平滑性以及安全性。在具體使用期間，光伏發電技術往往都會被運用于單獨的并網系統當中，然后利用對多個技術的融合運用，充分發揮不同技術的使用優勢以及價值，以有效增強系統整體均衡性以及穩定性。這樣才能夠保障新能源電力系統實現安全穩定的運行，給人們的生活以及社會的生產提供充足的電力資源，同時幫助電力企業獲取更多的經濟利益。

3.3在微電網系統中的應用

對于微電網來講，其所涉及的范圍相對較小，在具體運行期間能夠和主電網之間實現有效聯通，并且也能夠實現獨立運行。將儲能技術科學合理地運用于微電網當中，對于增強系統整體運行的安全性以及穩定性等方面有著積極的影響。就現在的實際情況來看，在該系統當中使用范圍相對較廣的儲能技術包括以下類型：

（1）超*電容儲能技術。其在使用時能夠將電能轉換成電荷的形式進行儲存，在后期需要時再利用逆變器將所儲存的電荷進行相應的釋放，從而提供充足的電力資源。該技術在具體使用過程中存在著*效性以及長壽命等特征，通常都會被運用在一些容量小以及時間短的儲能當中。

（2）納米鈦酸鹽儲能技術。其在具體運用期間能夠將電能轉換成化學能的形式進行儲存，然后再將轉化后的化學能全部儲存在納米鈦酸鹽當中，在后期需要時再對其進行相應的釋放以及運用。這項技術通常被運用在*容量以及長時間的儲能當中。

相關單位以及工作人員應該深入分析各項技術的使用優勢以及注意事項，然后結合實際情況制訂有針對性的使用對策以及方案，結合實際情況科學的對其進行運用。只有這樣才能將其作用以及價值**化展現出來，保障系統可以始終處于安全穩定的運行狀態，為社會的發展以及人們的生活提供充足的電力資源。

3.4在太陽能電力系統中的應用

對于太陽能發電而言，其所形成的電能主要是利用光伏并網的方法給系統傳輸電能，想要避免由于電能因素對電網的穩定運行產生影響，那么相關單位以及工作人員應該不斷的研究以及改善儲能技術，從而進一步增強設備運行效果以及傳輸速度，不斷增強傳輸過程的平滑性以及安全性，使光伏并網可以有序實施。想要進一步增強各項技術使用效果，那么應該積極的引進信息技術以及計算機技術等一些新型的技術手段，將這些新型技術與儲能技術進行有效融合，從而順利實現自動化管理目標，盡可能避免在并網期間出現一系列不必要的隱患問題，更好地保障系統整體運行質量以及安全性。

4安科瑞Acrel-2000MG微電網能量管理系統

4.1概述

Acrel-2000MG儲能能量管理系統是安科瑞專門針對工商業儲能電站研制的本地化能量管理系統，可實現了儲能電站的數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢與分析、可視化監控、報警管理、統計報表、策略管理、歷史曲線等功能。其中策略管理，支持多種控制策略選擇，包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等。該系統不僅可以實現下級各儲能單元的統一監控和管理，還可以實現與上級調度系統和云平臺的數據通訊與交互，既能接受上級調度指令，又可以滿足遠程監控與運維，確保儲能系統安全、穩定、可靠、經濟運行。

4.2應用場景

適用于工商業儲能電站、新能源配儲電站。

4.3系統結構

4.4系統功能

（1）實時監管

對微電網的運行進行實時監管，包含市電、光伏、風電、儲能、充電樁及用電負荷，同時也包括收益數據、天氣狀況、節能減排等信息。

（2）智能監控

對系統環境、光伏組件、光伏逆變器、風電控制逆變一體機、儲能電池、儲能變流器、用電設備等進行實時監測，掌握微電網系統的運行狀況。

（3）功率預測

對分布式發電系統進行短期、超短期發電功率預測，并展示合格率及誤差分析。

（4）電能質量

實現整個微電網系統范圍內的電能質量和電能可靠性狀況進行持續性的監測。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩態數據和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態數據進行監測分析及錄波展示，并對電壓、電流瞬變進行監測。

（5）可視化運行

實現微電網無人值守，實現數字化、智能化、便捷化管理;對重要負荷與設備進行不間斷監控。

（6）優化控制

通過分析歷史用電數據、天氣條件對負荷進行功率預測，并結合分布式電源出力與儲能狀態，實現經濟優化調度，以降低尖峰或者高峰時刻的用電量，降低企業綜合用電成本。

（7）收益分析

用戶可以查看光伏、儲能、充電樁三部分的每天電量和收益數據，同時可以切換年報查看每個月的電量和收益。

（8）能源分析

通過分析光伏、風電、儲能設備的發電效率、轉化效率，用于評估設備性能與狀態。

（9）策略配置

微電網配置主要對微電網系統組成、基礎參數、運行策略及統計值進行設置。其中策略包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制、新能源消納、逆功率控制等。

5硬件及其配套產品

6結束語

將儲能技術科學合理地運用在新能源電力系統當中，能夠進一步增強新能源電力系統整體的穩定性以及安全性，不僅可以使系統始終處于穩定運行狀態，還可以有效延長系統的運行時間，給人們提供充足的電力資源，符合當前社會發展要求以及居民生活需求。儲能技術的有效應用不但能夠提升居民生活質量以及水平，還可以幫助電力企業獲取更多的經濟效益，為電力企業的良好發展以及社會經濟的良好發展提供有力支持。

【參考文獻】

[1]王冰,王楠,李娜,趙錦等.面向*規模新能源并網的電化學儲能產業政策研究[J].電器與能效管理技術,2021(4):1-5,23.

[2]陳欣,張姍姍,方小枝.新能源電力系統中新型儲能高質量規模化配置:以安徽新型電力系統為例[J].攀枝花學院學報,2022,39(5):64-72.

[3]劉沅昆,張維靜,張艷等.面向新型電力系統的新能源與儲能聯合規劃方法[J].智慧電力，2022,50(10):1-8.

[4]耿華,何長軍,劉浴霜等.新能源電力系統的暫態同步穩定研究綜述[J].高電壓技術，2022 (9):3367-3383.

[5]翁智敏,朱振山,溫步瀛等.高比例新能源電力系統研究綜述[J].電器與能效管理技術，2021(11):1-7.

[6]高毅.儲能技術在新能源電力系統中的應用研究.

[7]安科瑞企業微電網設計與應用手冊2022.5版.