新能源发电侧储能技术及其应用研究

新能源发电侧储能技术及其应用研究

张一凡

身份证号：370303198901137633 山东省淄博市 255000

摘要：在我国长期进行经济建设的过程中，开发利用了大量不可再生能源，这些能源目前已面临着枯竭的问题，迫切需要通过开发新能源替代传统化石能源，以此解决能源供需矛盾问题。在本文的分析中，主要围绕新能源发电侧储能技术展开分析，以供参考。

关键词：新能源发电；侧储能；应用

一、新能源发电侧储能技术概述

从我国新能源发电侧储能技术的发展情况来看，该技术在我国已进入高速推广的阶段，从2022年开始，我国许多省份先后结合青海省推出的风电开发建议，因地制宜提出了相应的建议，开始将储能技术作为新能源项目开发的标配。从2022年开始，我国先后有省份出台了应用电侧储能技术的政策，国家层面也鼓励研发和应用此项技术。如某省为保证光伏电站可以满足人们的基本用电需求，提出了50%以上的储能容量要求，时间标准超过1h。目前，我国多数省份正在大力倡导新能源发电侧储能技术多元化发展，加大了“光伏+储能”项目的投资建设力度，注重风储一体化互补项目的开发建设，确保储能工作可以满足相关的标准要求，可以为调峰风电项目的有效开展奠定扎实的基础。新能源储能项目目前备受关注，总体规模持续扩大，并且在信息化技术不断推广和应用的背景下，其也向着数字化、信息化等方向发展。新能源发电侧储能技术可分为化学储能、机械储能、电磁储能等多种类型。其中，机械储能技术的应用范围较广，主要涉及压缩空气储能、抽水储能等诸多类型，主要应用各种类型的电池实现储能[1]。在当前的新能源发电侧，抽水储能、压缩空气储能、电化学储能等技术得到了广泛应用，不同技术有着不同的优势，集成使用各种技术手段，对提高新能源发电侧储能水平有着重要意义。

应用储能技术，能保证整个用电系统的性能与质量，在并网运行的背景下能基本满足生活、生产的用电需求，相较于以往，孤岛运行基础上的新能源系统中，电能质量可能会受到外部环境影响，因此会出现比较强烈的波动。而储能装置的应用，能为电能的稳定性提供保障，保证母线电压始终维持在正常状态，并且可以实现对调频的控制，强化对外部因素的抵御能力。在削峰填谷阶段，新能源的生产及消耗都会随着社会进步不断发展，需要结合实际情况不断改进、创新，用电低谷期会引发大量浪费电力能源的问题。如火电机组调峰可通过降低出力的方式予以解决，但燃料的利用率会随之下降，还会加剧用电设备的消耗，导致大量燃料浪费。而储能系统的应用可以有效解决上述问题，在用电低谷期将多余电能自动进行存储，在高峰期及时释放电能，实现对电能的有效调控。

二、新能源发电侧储能技术的优势

（一）能源调控

新能源发电侧储能技术能够在能源达到低峰的情况下进行储能，在高峰时释放能源，具有强大的能源调控水平，能确保能源供给的及时性，有助于发电项目充分发挥出相应的价值。此外，其还能实现跳频操作，能及时对发电侧的频率进行调节，提高电力能源的质量及供电效果。

（二）无功补偿

应用此项技术可以为电力系统的运行提供持续保障，有效对电网频率、调峰水平进行调整，保障新能源供电能力的持续性和稳定性，并给在储能装置的帮助下，还可以联合发电系统，即时对无功补偿模式进行控制，避免因为闪变现象或者电压不稳定导致装置整体的发展效率受到影响，有助于建立一种高效且安全的无功补偿模式。

（三）自救功能

传统火力发电站间隔距离较大，一旦因为气候、环境等因素导致电网出现故障，发电站将无法维持正常运行，难以通过自救恢复正常发电功能，会给正常的生产与生活带来许多不良影响。采用新能源发电侧储能技术，能预先对能源进行存储，便于在电网故障后能持续稳定地供电，对提高低能的综合利用效率有着重要意义。

三、新能源发电侧储能技术的发展现状

（一）发展速度较快

近年来，新能源发电侧储能技术正呈现快速发展的趋势，如电化学储能技术的发展，得益于锂电池技术的不断发展。当前，锂电池的性能、能量密度、使用寿命等均大幅提升，可以有效降低建设储能系统投入的成本，用电成本会随之下降。液态金属电池、钠离子电池等在电化学储能技术中也得到了广泛应用。总的来说，国内电化学储能技术产业链正呈现蓬勃发生的趋势，我国已经初步具备商业化和规模化生产的条件，特别是针对液流电池的研发已经取得了重大突破。另外，机械储能技术近年来也呈现快速发展的趋势，目前我国已实现10MW级压缩空气储能目标，飞轮储能上也涌现出了许多新型技术，为电能源发电侧电能质量的提升创造了良好条件。

（二）应用范围扩大

我国目前进一步加大了对新能源发电侧储能技术的研究力度，该技术在研究力度不断提升的过程中不断发展，在储能容量配置等方面体现出了巨大技术优势。在此基础上，我国还建立了许多示范型工程，如储能机组二次调频工程、微电网运行过程等，这些示范工程的各项指标均在国际领域达到了领先水平，在示范工程的推动下，新能源发电侧储能技术的应用范围不断扩大，在实际应用中体现出了巨大价值

[2]。在储能技术使用规模不断扩大的同时，单个储能项目的装机量也呈现增长的趋势，国内装机规模超50MW的新能源储能项目已经超过7个，10~50MW的项目大概有48个，且多数项目都使用了锂离子电池。

四、新能源发电侧储能技术的应用分析

（一）在不同发电系统的应用

首先，在光伏电站中，光伏离网系统主要由组件、蓄电池、控制器等部分构成，在三者的相互作用下能实现对电网的控制及调节，充电时能在组件的帮助下降直流电通过控制器存储于蓄电池，在放电时也可以在逆电池与放电控制器的帮助下，直接将直流电转换为交流电，并接入负载后使用。在过去的离网系统中，储能电池通常由铅酸胶体制作而成。在光伏微网系统中，如小型光伏分布式微网系统、户用光伏微网系统比较常见，其主要是在联网系统的帮助下，兼并使用并网功能，在发生停电事故后，可直接从并网状态转化为孤岛运行，实现平滑切换。在大型光伏电站配置储能系统中，可以在电站交流侧配置储能系统，实现对电网的调峰。

（二）储能系统解决对策

大型用电企业负荷因为在较短时间内有着巨大用电需求，有着许多接入点，可能会引起电网电压波动，在严重的情况下可能会导致用电设备受损。在这样的情况下，在电网中设置储能系统，能更好地满足人们对电能的需求，有效对电网电压与电网频率进行调节。设置储能系统，可以有效满足大型用电企业的需求，在超级电容器或者各类电池的帮助下存储电能[3]。不过在使用新能源的过程中，面临着不可预测性、间歇性等问题，大规模使用或大规模接入可能导致调控难度增加，因此可以设置储能系统实现对电网稳定性的保障，支持快速切换离网电源为企业提供应急电源。我国目前常用的储能系统主要由变流器、电池等构成，能根据人们的真实需求进行储能、供电，具有显著经济效益，其中光伏电站的电能储存需要用到大容量电池，需要考虑怎样提高供电的稳定性。

（三）新能源发电

新能源发电中应用储能技术，能充分发挥其跟踪计划、平滑波动及调峰填谷等效果，将储能技术应用于新能源发电侧，可以实现对系统的优化设计，采取集中式与分布式两种模式，结合实际情况进行合理选型。在选型时需要充分考虑建设周期、技术需求、成本造价等情况，采取净现值方式展开计算，对储能系统运行能创造的效益进行预测。如采用飞轮储能技术，可以合理对应用场景的波动情况展开控制，可以将其作为对新能源储能系统的容量配置进行优化的一项技术。电能源发电侧采用发电、储能联合控制系统，还可以针对处理情况展开跟踪计划。跟踪计划属于对风光储能发电计划功率和实际功率相互存在的差值进行补偿的一种方式，根据电池功率和电池剩余容量，实现对储能系统运行能力的准确预测，并以此为基础明确调度端的允许使用容量，实现对系统的调频[4]。如在风电等级为50MW的项目中，使用容量为30MW的钠硫电池进行储能，系统在运行时刻支持全天候储能，实现对日间的调峰填谷工作，且在电池系统运行过程中，还可以实现对爬坡率的控制，持续不断地提供电压支撑。

五、新能源发电侧储能技术的应用前景

（一）弃风弃光条件下的新能源系统

由于传统的煤炭储能系统面临着波动大、预估难度大、间断性等显著技术难点，大规模的应用可能会导致大量电力能源浪费，甚至电力条件会面临巨大难度，并且会一番严重的其弃风和弃光等问题。因此未来在应用新能源发电侧储能技术的过程中，会进一步加大对该技术的研发力度，在储能系统的帮助下，进一步解决上述问题，在电力供应不稳定或者居民用电峰值的情况下及时释放电能，以此实现可持续发电，有效弥补利用传统能源发生导致的电力不足的缺陷，并且还可以减少电力资源浪费的问题，是一项节约化集约化的储能举措。

（二）可再生能源的互补应用

太阳能、水能、风能等是目前比较常用的可再生能源，具有前景广阔、发生速度快等诸多优势，属于特色化的可再生能源，几种能源在未来的新能源发电侧储能系统中，从时间、空间等维度能实现优势互补，在多种可再生能源互补的基础上进行发电，相比于单一能源支持下的发电模式更有优势，因此其将成为新能源发电侧储能技术的未来发展趋势之一，可以将其作为弥补新能源发电不稳定缺陷的一种手段，为今后新能源长期稳定供电提供有力保障。

（三）新能源平滑发电的曲线应用

在利用各种不可再生能源进行电力输出的过程中，目前经常会面临电力输出波动的情况，尤其是在发电站周边存在高耗电企业、工厂的情况下，社会用电需求可能得不到保障，可能因为经常发生的停电事故引起严重的经济损失，这也给新能源发生规模的扩大造成的限制[5]。未来，在电力系统中新能源的开发力度会不断增强，新能源发电侧可借助储能优势，发出平滑的能源电力曲线，有效对多能源引发的电力波动问题进行抑制，为新能源支持下实现大规模供电创造良好条件，并强化对新能源发电的有力支撑。

结语：综上所述，新能源发电侧储能技术，目前已经受到我国高度重视，其有着较强的能源储备与利用价值。站在电力企业的角度来看，新时期需要掌握好新能源发电侧储能技术的应用要点，不断提高自身技术水平，实现对新能源的有效控制，确保新能源项目的高效运行，为新能源技术在后续生活、生产的应用创造良好条件。在本文的分析中，进一步明确了新能源发电侧储能技术的应用要点，认为该技术的使用决定了是否能进行持续、稳定地供电。未来，该技术的应用范围将不断扩大，在实际应用中体现出越来越强的经济价值。

参考文献

[1]何叶. 新能源发电侧储能技术创新发展研究[J]. 新能源科技,2022,(11):27-29.

[2]曹慧利. 新能源发电侧储能技术和运用分析[J]. 电气技术与经济,2022,(05):46-48.

[3]王晓. 新能源发电侧储能技术及其应用[J]. 光源与照明,2022,(06):226-228.

[4]李超. 新能源发电侧储能技术及其应用研究[J]. 光源与照明,2022,(02):195-197.

[5]李晓瑜. 电化学储能在新能源发电侧的应用[J]. 光源与照明,2021,(08):47-48.