双碳能源时代下电力系统调度中的储能技术应用研究

双碳能源时代下电力系统调度中的储能技术应用研究

刘欢  孟祥荣 刘宝

内蒙古电力(集团)有限责任公司巴彦淖尔供电分公司  内蒙古巴彦淖尔   015000

摘要：本文通过分析双碳能源时代背景下电力系统调度中的储能技术应用形式，希望能够对不同储能技术的特征进行分析，展示储能技术在电力系统调度不同环节的应用效果。同时，也通过思考如何提升整个电力系统的储能调度优化水平，希望能够真正达到电力系统的双碳目标，能够满足双碳能源时代下的电力系统调度要求。

关键词：双碳能源时代；电力系统调度；储能技术

随着全球能源结构的变化以及可再生资源利用技术的发展，双碳能源时代已经到来，它也成为了全球能源发展的未来趋势。在电力系统的电力调度过程当中，也可借助这些可再生能源，来进行资源转换。但可再生能源具备不确定性和波动性，它容易使电力系统失去稳定状态。所以在电力系统的能源调度过程中，还需合理采用这些储能技术，达到双碳能源时代背景下电力企业的资源供应要求和系统功能建设要求。

一、双碳能源时代下的电力系统构成

在双碳能源时代，人们力求达到碳达峰和碳中和的目标。在各行各业的生产建设过程中，也主张利用诸如太阳能、风能等可再生资源，进行能源转化。在电力工程行业电力资源的智能化调度过程中，相关企业需要借助专业的储能技术，对这些可再生资源加以利用，从而在用电高峰时段释放电能，满足人们的用电需求。储能技术应用的目的是将这些可再生资源转化的电能储存起来，它可以满足人们日常生活所需。除了电力供应外，电力企业还可将多种能源转化成热力、燃气，送至千家万户。在系统构建的过程当中，需要利用智能电表、电网管理系统，进行能源的实时调度。在双碳能源时代下，电力系统也逐渐由中央集中式供电，朝着分布式供电转化[1]。

二、储能技术的类型和运行原理

当前，电化学储能、电磁储能、热-电储能都是应用相对广泛的储能技术。电化学储能主要借助电化学反应，达到电能储存的目的，之后再将储存好的电化学能，在关键时刻转化成人们日常生活和工作中的电能。各类二次电池，如镍氢电池、锂离子电池等都是电化学储能技术的应用例子。燃料电池、超级电容器也作为电化学储能的代表，在日常生活中得到了广泛应用。电磁储能技术需要借助超导磁储能模式，借助超导线产生的强磁场，从而存储后续供应所需的能量。当人们需要电能时，就可借助磁能加以转化。在超导状态下，相关导体的电阻为零，所以不会造成较大的能量损失。热-电储能在应用热电偶效应的过程中，可以将多余的电能加以转化，转化后的热能可以被相关装置储存起来，后续再以热电偶的形式，成功将热能转换成电能。

三、储能技术于电力系统调度中的具体应用

3.1储能技术在调度时的策略以及对电力系统产生的影响

电力企业的工作人员在使用储能技术的过程当中，应当思考如何有效地分配与利用储能资源，同时也要保障整个电力系统的经济性、安全性。储能设备可以借助削峰填谷的形式，减少相关设备的磨损和老化程度，同时也能够保障整个电力系统的工作效率。储能设备也可对电力系统的频率、电压加以控制，设备在不断响应和调节的过程中能够维护电力系统的稳定性。相关储能设备同时也可称为系统中的备用电源，在系统出现故障时，能够提供临时电源，让整个电力系统更具韧性。通过借助这些有效的电力调度策略，也可大幅提高电力系统的运行水平，达到降低电力系统运行成本的目的，在电力供应方面，也能更具可靠性[2]。

3.2储能技术于平滑可再生能源输出过程中的应用案例

以某地区的风电场平滑可再生能源输出建设为例子，探究储能技术的应用形式。在具体的实践中，该风电场的系统总容量为50MW ，于典型的风速变化日中，风电场可以输出-20~+20MW的波动功率。如果没有构建储能系统，大幅度的波动很可能会影响到电网结构的稳定性，还可能会使电网频率异常。在借助电化学储能系统后，风电功率上升，储能系统可以处理好多出的电能。在风电功率下降的情况下，储能系统也可产出电能，让风电输出更加平滑。在调研后，相关工作人员也发现，储能系统的运用可以成功减少风电功率波动数值，让整个电网结构也能够更具稳定性。

3.3提高系统灵活性的应用案例

某电网公司在电力系统构建的过程中，部署了锂电池电化学储能系统，总体容量数值为100MW·h，该装置可以用于夜间电网剩余电力的吸收和应用。系统也能在早晚高峰期供应电能，减轻电网负担。在对运行数据的监测过程中发现，该储能系统能够削峰填谷，让整个电力系统更具灵活性和稳定性。另外，峰谷电价差也可提升电力企业所获得的经济收益。

3.4提升电网稳定性的应用案例

某电力公司在电力系统构建的过程中，使用了大规模并网的风电和光伏电源，整个电网在频率和电压控制方面存在极大隐患。此时电力公司在系统中加入了电化学储能系统，其总容量参数值为200MW·h。在电力系统中，工作人员可以实时监测电网的运行状态，按照要求进行有功和无功调节，从而让整个电网结构能够更具稳定性。

四、双碳能源时代背景下电力系统调度中储能优化的具体策略

4.1基于双碳目标的电力系统储能调度优化模型

在储能调度优化模型构建的过程中，应当以系统碳排放最小化为目标，同时合理的应用系统运行成本，优化模型细节。该模型构建的最终目的是实现储能系统的高效运行调度，从而让电力系统能够更具安全性和稳定性，在碳排放方面，电力系统的运行消耗值更少，碳排放量更低。

4.2储能系统的运行优化策略

为了能够达到储能系统运行优化的目的，相关企业人员还应当加大对于市场价格的调研力度，要全面分析电力系统的综合运行情况，才能够在制定储能充放电政策时，提高合理性和针对性，从而使整个系统所创造的能源和效益可以达到最大化。在储能系统构建的过程当中，除了要考虑当前电力市场的价格因素之外，也应对电力企业电网负荷的情况进行分析，要在有效优化储能系统技术性能的前提之下，构建一整套多期决策的优化模型，从而在不同时段的充电放电决策方面更具有效性。在模型优化构建的过程当中，也要有效控制各项约束条件，包含电力运行约束、市场运行约束等等。相关工作人员要通过强化学习以及动态规划，来提高储能运行策略的针对性和有效性，真正实现双碳目标[3]。

4.3基于先进技术的电力系统储能优化策略

当前，人工智能、大数据、机器学习等技术手段已经成为了构建智能电力系统的重要技术工具，人工智能和机器学习能够实现预测电力市场价格的目的，同时这些技术手段的联合应用对于了解电网的负荷情况以及可再生资源的出力情况颇有助益。借助机械学习算法可以使预测模型更具精确性。有关人员可以在储能系统的调度中，有效输入数据信息，进行决策优化。比如，深度强化学习算法能够借助系统的复杂约束功能，解决运行策略优化的相关问题，大数据技术也可作为关键数据信息整合和应用的工具。企业的技术人员可以对多种先进技术手段进行融合应用，从而在系统储能过程中，达到智能化调度的目的，这对于维护电力系统安全稳定性以及实现双碳目标而言也有着积极正向的作用。

结束语：

综上所述，在双碳能源不断发展的当代社会，大规模集成可再生能源可以解决资源匮乏以及环境污染的问题，它也能够构建更具智能化和先进性的电力系统。储能技术在该过程中发挥着关键的作用，相关企业还需详细探究储能技术的性质和具体操作模式。通过与多种先进技术手段的融合应用，也更能发挥储能技术在电力调度中的优势，可以提高相关技术联合应用的水平。

参考文献：

[1] 孙丽华 . 基于双碳背景的高比例可再生能源电力系统 [J]. 中国科技信息，2023（14）：117-119.

[2] 马晓伟 . 风电并网储能的技术研究 [J]. 设备管理与维修，2019（4）：113-114.

[3] 唐小婷，苏建军，李立生，等 . 基于多元储能型微网的能源枢纽经济调度优化 [J]. 电力电容器与无功补偿，2021，42（3）：182-187.