新能源电力系统中的储能技术探讨

新能源电力系统中的储能技术探讨

张慧 季国宾、魏晓丰、黄猛、沈志生、王少伟

中海油能源发展装备技术有限公司机电技术服务中心 天津 300450

摘要：随着社会经济不断发展，市场上对电力能源的消耗量也逐渐增加，我国电力能源供应不足问题日益显著。为了缓解电力能源压力，将储存技术合理应用于新能源电力系统中，以能源储存转化的方式，控制电力系统的能源消耗量，实现对可再生能源的有效转化，满足电力系统的用电需求，保障电力系统运行的稳定性和安全性，促进新能源电力系统可持续发展。
关键词：新能源；电力系统；储能技术

1新能源健康发展和高效利用对储能的需求

1.1大规模新能源并网运行给电力系统运行带来的挑战

我国清洁能源资源与用电负荷呈逆向分布特点。我国西部、北部地区拥有80%以上陆地风能、60%以上太阳能和70%以上水能资源，而全国70%的负荷集中在中、东部地区，必须借助大电网，构建大市场，在全国范围内消纳新能源。截至2019年底，风电装机仍主要集中在“三北”地区，累计装机容量1.46亿千瓦，占全国风电装机的70%。河北、山西、内蒙古、江苏、山东、甘肃、宁夏、新疆等8个省区装机容量超过1000万千瓦。其中，内蒙古风电装机超过3000万千瓦，新疆、河北风电装机超过1500万千瓦。

新能源在总装机中的占比约21%，已成为我国第二大电源。在一些地区已成为第一大电源，如甘肃、青海等省。按照2025年非化石能源占一次能源消费比重达到18%测算，2025年末风电和太阳能发电装机规模要较目前还要增长一倍以上，日内新增功率波动最大超过2亿千瓦，电力系统电力电量在空间和时间上的平衡难度大幅增加。规模化储能可为系统提供强大的调峰手段以及灵活、可靠、快速的频率调节和惯量支撑手段，有效降低新能源弃电率和系统频率越限和失稳风险。因此，要保持新能源的高效消纳和电力系统的稳定运行，配置一定比例的储能势在必行。

1.2储能配置需求分析

以提升系统调节能力为目标开展配置储能分析计算，应包括功率配置分析计算、能量配置分析计算、安全稳定校核和经济性评价等环节。电力系统配置储能的功率应选取满足累积概率要求的新能源受阻功率和负荷限电功率最大值；配置储能的能量应选取满足新能源利用率和负荷平抑量要求所需消减的单次充/放电电量最大值。电力系统配置储能分析计算应结合电力系统运行特性，充分考虑系统中新能源资源特性及常规电源、已建储能、需求响应资源等系统调节资源的调节能力。电力系统配置储能分析计算所需数据应包括时序数据和非时序数据。时序数据应包括开机方式、负荷、新能源发电功率、径流式水电功率等，时间分辨率不应小于60min，数据长度不应小于1年；非时序数据应包括常规电源、已建储能、需求响应资源等系统调节资源的性能参数及规划的电源并网容量数据。考虑负荷适度增长，抽水蓄能和火电灵活性改造等因素，初步测算表明，到“十四五”末，需要建设20GW以上电化学储能电站。

2分析新能源电力系统中储能技术的应用

2.1分析电化学储能的应用

对于化学储能来说，通过和一些其他的储能设备来进行相应的对比分析，其中存在着比较良好的机动性，与此同时在一定的程度上存在着相对比较好的反应速度，自身的能力也比较高，因此在多数的化学装置中，都能得到相对比较好的应用，通过对领域中的化学技术进行重点的分析和研究，对锂电池以及铅炭电磁进行合理有效地应用，能够对其化学储能的应用水平进行持续的提高，当前在我国的化学储能过程中所占据的比例不是很高，多数技术依然从国外部分公司进行垄断的，因此通过对锂电池的成本进行相应的降低，可以全面提高化学储能之中的商业潜力，因此要引起足够的重视。

2.2分析太阳能系统中的应用

针对于太阳能的系统来说，主要可以分为以下两个方面:一是为光伏系统;二是为光热系统。对于这两个系统来说，可以将其太阳能的辐射直接转变成为电能。然而对于管热技术，要将其太阳能转变成为发热源，通过进行供冷以及制热对其光热发电做出相应的开展，因此在供暖以及加工发电和制热对于光热发电等方面，能够有效地促进其化学染料在发电过程中的合理应用，同时也能在一定程度上有效调节太阳能，保证其不管在时间上或者是在空间上，都可以更好地实现相互平衡，并且更好地保证长期和短期的整体应用水平得到持续的提升。但是对于这种方式来说，不能够对其用户自身的实际需要进行相应满足，然而要通过间接性方式进行供电，这样便可以更好地满足用户自身的实际需要，因场地在实际进行应用的过程中，要引起足够的重视，通过合理地进行应用，保证电力企业自身的整体经济水平得到持续的发展，促进我国社会主义经济建设快速的发展，为人们提供出更加安全和稳定的电力供应。

2.3分析不同场所下的储能系统应用分析

通过对不同场所的供电要进行相互结合，这时要对不同的储能系统进行相应的应用分析，比如在电力调频调压系统中，要充分结合实际情况做到科学合理地选择，由于电力系统存在着一定的不同，因此要对其功率的情况做出科学合理地调节，在此之后，还要对其长期和短期的电池进行有效地控制，因此为了能够更好地对应急供电的情况进行实现，要将其蓄电池以及变流器结合到一起，在对质量进行持续优化的基础上还要对其经济效益进行全面和持续的优化以及升级，通过采取这种措施，能够更好地实现不间断的供电需要，对于电力企业自身持续稳定的发展存在着较为重要的作用，为我国社会主义经济建设持续发展奠定出良好的基础，因此在日后电力企业持续发展的过程中要引起足够的重视，保证电力企业自身得到持续稳定的发展，为人们提供出更加安全和稳定的电力供应。

2.4风能发电系统的应用

风力是风能发电系统的主要能源，因风力具有不稳定性，容易导致风能系统电能转化不平衡的问题，无法满足电力系统的用电需要，影响新能源系统的正常运行。针对风能系统不稳定的情况，合理应用储能技术，能够在一定程度上减少风能系统受风力的干扰作用，实现风能与电能之间的有效转化，将风能转化的电力能源储存到电力系统中，为电力系统提供充足的能源，确保电力系统正常运行。同时，在风能发电系统中应用储能技术，能够实时掌握能源系统的运行情况，一旦系统运行出现故障问题，便于工作人员及时采取有效解决措施，降低系统故障影响，维护系统的安全。
结语

综上所述，现阶段，在我国国内掀起了一场绿色环保改革的浪潮，由我国政府部门主导，社会各行各业积极参与的绿色环保各个计划有效实施对于保护我国各项能源资源有着较强的辅助促进作用。从现实的角度分析，电力行业属于我国能源消耗较大的行业，该行业的如果能够有效运用新能源发电技术，实现绿色化生产改革目标，对于降低我国能源的消耗量有着较强的促进作用。因此，相关的电力企业技术管理人员需要重点研究新能源发电技术在电力系统中的应用，结合实际情况，明确各类新能源发电技术的具体应用要点以及应用成效，以此来保证新能源发电技术能够充分地发挥出其应有的作用。

参考文献

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