浅析储能技术在新能源电力系统中的应用

摘要：由于近些年社会发展速度不断加快，在一定程度上也推动了新能源技术的发展进程。因为该技术在使用过程中有着很多的优势，所以也受到了社会各界的广泛关注以及运用。尤其是对于电力行业的发展而言，通过科学合理的运用储能技术能够更好地实现新能源的稳定利用，有助于提升电网稳定性，不但能够使新能源发电更加符合当前社会发展要求，同时也可以进一步提升对能源的利用率，尽可能减小污染问题的产生，保障生态环境与电力产业实现协调稳定的发展。基于此，文章分析了储能技术对新能源系统发展的重要性，研究了新能源电力系统中常用的储能技术，并*点探讨了储能技术在新能源系统中的应用。

关键词：储能技术；新能源电力系统；协调控制；

安科瑞汪洋/汪小姐/汪女士（销售专员）联系方式：18702106706

0引言

随着当前人们生活水平不断提升以及社会经济活动发展速度不断加快，对电力能源的需求量逐渐增多，以往的电力系统已很难符合当前社会以及居民的要求。如果没有及时对其进行改进以及优化，不仅会严重影响人们的日常生活，还会限制社会经济的良好发展。所以在此背景下，推动了新能源电力系统的诞生以及发展，该系统在具体运用过程中有着很多优势，可以有效减少对不**生能源的使用，同时也能够给人们生活以及生产提供充足的电力资源等。但是就当前的实际情况而言，因为新能源电力系统的发展时间相对较短，所以在具体使用过程中依旧存在着很多的问题，需要及时对其进行优化以及改善，否则很难将新能源电力系统的作用以及价值充分展现出来。不管是人们的生活还是社会各项经济活动的开展都需要*量的电力能源，随之而来的能源危机还有环境污染等情况也逐渐严峻。想要更好地面对这些问题以及挑战，应该重视并积极探索各项新型技术手段。通过科学运用新能源系统储能技术在一定程度上可以更好地预防能源短缺等情况的出现，可以促使电力系统始终处于稳定的运行状态，同时也能够更好地保障电能质量。

1储能技术对新能源电力系统发展的重要性

1.1为新能源发电*规模使用创造条件

对于现代新能源发电系统而言，其所包含的内容相对较多，其中较为关键的属风能和太阳能两种形式。与以往所使用的火力发电相比，新能源在具体使用过程中有着绿色性、清洁性以及低碳性等优势。然而一些清洁能源技术在具体运用过程中也有着较强的波动性以及间接性等问题，很难保障电网系统整体的稳定性。但是通过科学地运用储能技术可以有效预防上述问题的出现，能够进一步增强新能源并网过程中的安全性[1]。所以，在一定程度上储能技术属于促使构建一种以新能源为主体的全新系统的重要技术手段。

1.2调峰和控制输出平稳

不管是对于风力发电而言还是对于光伏发电来讲，其都存在着较强的间歇性还有波动性等特征，所以导致这两项能源很难得到*规模的推广以及使用，但是通过科学运用储能技术就可以避免出现这项问题。充分发挥储能设备的作用对电站展开科学合理的调峰，使电能在后期始终处于安全稳定的运行状态，并且也不会对电网原本的容量造成较*的影响，进一步增强资源整体使用率。

2新能源电力系统中常用的储能技术

2.1物理储能技术

2.1.1压缩空气储能

压缩空气储能主要是运用分子内力进行相应的发电，当负荷处于低谷时期利用空气压缩的方法将其科学地储存在相关的容器当中。当用电高峰时期能够及时合理地将空气进行释放，进而能够顺利驱动涡轮机进行运行，保障其可以符合发电要求[2]。压缩空气储能在使用过程中有着很多优势，如能量转化率非常高、所能储存的容量相对较*、能够不断延长运行时间。

2.1.2抽水储能

抽水储能属于当前规模相对较*的一种储能方式，较为完善，但是这个储能方式在具体使用过程中需要在上下游处都设置相应的水库。当出现负荷低谷等问题时，应该重视利用有关设备开展抽水操作，同时将下游水库当中所存在的水资源及时传输到上游当中进行储存。如果在这个期间存在用电高峰，那么应该及时将各个设备设置为发电机状态，然后再利用上游水库当中的储能进行相应的发电。当前所有抽水储能方式在具体使用过程中都有了良好的作用以及效果，并且各个技术在使用期间也都存在着独特的优势，工作人员可以结合当地的具体情况进行选择。抽水储能在具体运用过程中有着面积*、成本低以及操作相对较为便捷等优势，但同时对于功率方面也有着较高的要求，具体的转化率*致为70%[3]。因为受到水文因素还有自然资源因素的不断影响，导致其厂址的选择非常复杂，加*了工作人员的选择难度。因为抽水蓄能具体特征方面的影响，抽水蓄能对于减小事故储备方面也起到关键作用。

2.1.3飞轮储能

飞轮储能在使用过程中效率相对较高，容量转化率*高能够超过80%，飞轮储能的存在对于推动储能技术创新方面有着积极的影响。通过科学合理地运用发动机储能，飞轮可以借助电机的功能实现高速转动，*终顺利实现储能目标。在需要产生动力时，高速飞轮能够充当相应的发电机，然后在不断的运转过程中可以将动能及时转化成能量，同时将所转化的能量及时释放至外界负载当中[4]。飞轮储能在使用过程中不仅投入成本较低，同时时间因素也并不会对其产生较*的影响。

2.2电磁储能技术

2.2.1超导磁储能

该技术在使用过程中的转化率可以达到90%。通过对该技术的有效运用，能够保障绕组电流不会出现较*的变化，甚至所产生的变化可以忽略不计。进而不管是在具体储能期间还是在释放期间都不会消耗过多的电能，同时整体的消耗率也可以忽略不计。然而由于其使用范围逐渐增*，超导线圈在使用过程中也应该始终处于低温液体状态下，这样才能够取得良好效果，但是这样也会加*成本。该技术在具体使用过程中有着*污染以及响应快等优势，超导储能材料在具体使用过程中能够有效增强发动机整体的输出性能，同时对于增强电能质量方面也有着积极的影响。所以在此背景下，相关工作人员应该加强对超导磁储能的关注度，积极合理地对其进行运用。

2.2.2超*电容器储能

该技术在具体使用过程中存在着电池储能以及电容储能等特征，该能量在储存过程中主要是将双电层原理作为基础依据，以超*电容器储能工艺为基础的存储能量应用，从而进一步增强放电流程整体可逆性，同时其重复次数也可以超出100000次。与以往所使用的电器皿不同，超*电容器在具体使用过程中存在着温度阈值宽以及安全性相对较高等特征，同时还兼备普通电容器所具备的优势[5]。此外，该技术在使用期间存在着循环寿命长、响应快等优势，将其与蓄电池技术进行有效融合，在一定程度上也能够有效增强蓄电池整体充电以及放电的效能。所以在此背景下，相关单位以及工作人员在对超*电容储能技术进行运用过程中，应该深入分析蓄电池技术的优势以及作用，然后*面详细地分析二者的融合点，将其进行科学合理的结合，从而进一步增强技术的使用效果，将其作用以及价值充分展现出来。

3储能技术在新能源电力系统中的应用

3.1在风能电力系统中的应用

对于风电电站而言，科学合理地设置储能装置不仅能够有效增强电压以及电流的稳定性，并且能够及时合理地调节电力系统。将该装置科学安装在电源端，能够结合实际情况及时调整电力供应情况；将其安装于出口端线位置，能充分发挥该系统的放电以及储存功能，在一定程度上能够更好地管理系统运行功率。为了进一步增强风力发电的稳定性以及安全性，可以在风扇当中合理地设置备用电池，从而对多余的电力进行储存。为了避免突然发生故障，应该重视合理的安装电池设备。由于近几年科技水平不断提升，使风力发电技术也得到了不断的优化以及改善，使风力发电还有电网得到有效关联，此时利用储存技术能发挥风力发电场的削峰填谷作用，而在这个期间一旦需要离网发电，那么应该在系统当中合理地安装动态储能系统。因为风电系统在具体运行期间速度相对较快，经常会发生闪变现象，同时受到塔阴影的影响，很容易出现雷电闪烁等情况，如果没有及时安装动态储能系统，那么会对风电机组的稳定运行产生较*的影响。

3.2在光伏发电系统中的应用

光伏发电系统在具体使用过程中能够充当主电网的补充，但是在具体实践当中，该系统在运行期间并不具备稳定的瞬时功率，所以在使用期间获取电能的效果相对较差。在此背景下，应该合理地运用储能技术，充分发挥该技术的使用优势进一步增强功率整体稳定性，从而不断增强并网效果；应该积极合理地运用无源并联储能方法，利用该技术在稳定负载功率上的作用，更好地管理系统脉冲，保障电池可以顺利进行充放电，进一步增强电流整体平滑性以及安全性。在具体使用期间，光伏发电技术往往都会被运用于单独的并网系统当中，然后利用对多个技术的融合运用，充分发挥不同技术的使用优势以及价值，以有效增强系统整体均衡性以及稳定性。这样才能够保障新能源电力系统实现安全稳定的运行，给人们的生活以及社会的生产提供充足的电力资源，同时帮助电力企业获取更多的经济利益。

3.3在微电网系统中的应用

对于微电网来讲，其所涉及的范围相对较小，在具体运行期间能够和主电网之间实现有效联通，并且也能够实现独立运行。将储能技术科学合理地运用于微电网当中，对于增强系统整体运行的安全性以及稳定性等方面有着积极的影响。就现在的实际情况来看，在该系统当中使用范围相对较广的储能技术包括以下类型：

（1）超*电容储能技术。其在使用时能够将电能转换成电荷的形式进行储存，在后期需要时再利用逆变器将所储存的电荷进行相应的释放，从而提供充足的电力资源。该技术在具体使用过程中存在着*效性以及长寿命等特征，通常都会被运用在一些容量小以及时间短的储能当中。

（2）纳米钛酸盐储能技术。其在具体运用期间能够将电能转换成化学能的形式进行储存，然后再将转化后的化学能全部储存在纳米钛酸盐当中，在后期需要时再对其进行相应的释放以及运用。这项技术通常被运用在*容量以及长时间的储能当中。

相关单位以及工作人员应该深入分析各项技术的使用优势以及注意事项，然后结合实际情况制订有针对性的使用对策以及方案，结合实际情况科学的对其进行运用。只有这样才能将其作用以及价值**化展现出来，保障系统可以始终处于安全稳定的运行状态，为社会的发展以及人们的生活提供充足的电力资源。

3.4在太阳能电力系统中的应用

对于太阳能发电而言，其所形成的电能主要是利用光伏并网的方法给系统传输电能，想要避免由于电能因素对电网的稳定运行产生影响，那么相关单位以及工作人员应该不断的研究以及改善储能技术，从而进一步增强设备运行效果以及传输速度，不断增强传输过程的平滑性以及安全性，使光伏并网可以有序实施。想要进一步增强各项技术使用效果，那么应该积极的引进信息技术以及计算机技术等一些新型的技术手段，将这些新型技术与储能技术进行有效融合，从而顺利实现自动化管理目标，尽可能避免在并网期间出现一系列不必要的隐患问题，更好地保障系统整体运行质量以及安全性。

4安科瑞Acrel-2000MG微电网能量管理系统

4.1概述

Acrel-2000MG储能能量管理系统是安科瑞专门针对工商业储能电站研制的本地化能量管理系统，可实现了储能电站的数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表、策略管理、历史曲线等功能。其中策略管理，支持多种控制策略选择，包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等。该系统不仅可以实现下级各储能单元的统一监控和管理，还可以实现与上级调度系统和云平台的数据通讯与交互，既能接受上级调度指令，又可以满足远程监控与运维，确保储能系统安全、稳定、可靠、经济运行。

4.2应用场景

适用于工商业储能电站、新能源配储电站。

4.3系统结构

4.4系统功能

（1）实时监管

对微电网的运行进行实时监管，包含市电、光伏、风电、储能、充电桩及用电负荷，同时也包括收益数据、天气状况、节能减排等信息。

（2）智能监控

对系统环境、光伏组件、光伏逆变器、风电控制逆变一体机、储能电池、储能变流器、用电设备等进行实时监测，掌握微电网系统的运行状况。

（3）功率预测

对分布式发电系统进行短期、超短期发电功率预测，并展示合格率及误差分析。

（4）电能质量

实现整个微电网系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行持续性的监测。如电压谐波、电压闪变、电压不平衡等稳态数据和电压暂升/暂降、电压中断暂态数据进行监测分析及录波展示，并对电压、电流瞬变进行监测。

（5）可视化运行

实现微电网无人值守，实现数字化、智能化、便捷化管理;对重要负荷与设备进行不间断监控。

（6）优化控制

通过分析历史用电数据、天气条件对负荷进行功率预测，并结合分布式电源出力与储能状态，实现经济优化调度，以降低尖峰或者高峰时刻的用电量，降低企业综合用电成本。

（7）收益分析

用户可以查看光伏、储能、充电桩三部分的每天电量和收益数据，同时可以切换年报查看每个月的电量和收益。

（8）能源分析

通过分析光伏、风电、储能设备的发电效率、转化效率，用于评估设备性能与状态。

（9）策略配置

微电网配置主要对微电网系统组成、基础参数、运行策略及统计值进行设置。其中策略包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、新能源消纳、逆功率控制等。

5硬件及其配套产品

序号	设备	型号	图片	说明
1	能量管理系统	Acrel-2000MG		内部设备的数据采集与监控，由通信管理机、工业平板电脑、串口服务器、遥信模块及相关通信辅件组成。 数据采集、上传及转发至服务器及协同控制装置 策略控制:计划曲线、需量控制、削峰填谷、备用电源等
2	显示器	25.1英寸液晶显示器		系统软件显示载体
3	UPS电源	UPS2000-A-2-KTTS		为监控主机提供后备电源
4	打印机	HP108AA4		用以打印操作记录，参数修改记录、参数越限、复限，系统事故，设备故障，保护运行等记录，以召唤打印为主要方式
5	音箱	R19U		播放报警事件信息
6	工业网络交换机	D-LINKDES-1016A16		提供16口百兆工业网络交换机解决了通信实时性、网络安全性、本质安全与安全防爆技术等技术问题
7	GPS时钟	ATS1200GB		利用gps同步卫星信号，接收1pps和串口时间信息，将本地的时钟和gps卫星上面的时间进行同步
8	交流计量电表	AMC96L-E4/KC		电力参数测量(如单相或者三相的电流、电压、有功功率、无功功率、视在功率,频率、功率因数等)、复费率电能计量、 四象限电能计量、谐波分析以及电能监测和考核管理。多种外围接口功能:带有RS485/MODBUS-RTU协议:带开关量输入和继电器输出可实现断路器开关的"遜信“和“遥控”的功能
9	直流计量电表	PZ96L-DE		可测量直流系统中的电压、电流、功率、正向与反向电能。可带RS485通讯接口、模拟量数据转换、开关量输入/输出等功能
10	电能质量监测	APView500		实时监测电压偏差、频率俯差、三相电压不平衡、电压波动和闪变、诺波等电能质量，记录各类电能质量事件,定位扰动源。
11	防孤岛装置	AM5SE-IS		防孤岛保护装置，当外部电网停电后断开和电网连接
12	箱变测控装置	AM6-PWC		置针对光伏、风能、储能升压变不同要求研发的集保护，测控，通讯一体化装置，具备保护、通信管理机功能、环网交换机功能的测控装置
13	通信管理机	ANet-2E851		能够根据不同的采集规的进行水表、气表、电表、微机保护等设备终端的数据果集汇总: 提供规约转换、透明转发、数据加密压缩、数据转换、边缘计算等多项功能:实时多任务并行处理数据采集和数据转发，可多链路上送平台据:
14	串口服务器	Aport		功能:转换“辅助系统"的状态数据，反馈到能量管理系统中。 1)空调的开关，调温，及完全断电(二次开关实现) 2)上传配电柜各个空开信号 3)上传UPS内部电量信息等 4)接入电表、BSMU等设备
15	遥信模块	ARTU-K16		1)反馈各个设备状态，将相关数据到串口服务器: 读消防VO信号，并转发给到上层(关机、事件上报等) 2)采集水浸传感器信息，并转发3)给到上层(水浸信号事件上报) 4)读取门禁程传感器信息，并转发

6结束语

将储能技术科学合理地运用在新能源电力系统当中，能够进一步增强新能源电力系统整体的稳定性以及安全性，不仅可以使系统始终处于稳定运行状态，还可以有效延长系统的运行时间，给人们提供充足的电力资源，符合当前社会发展要求以及居民生活需求。储能技术的有效应用不但能够提升居民生活质量以及水平，还可以帮助电力企业获取更多的经济效益，为电力企业的良好发展以及社会经济的良好发展提供有力支持。

审核编辑 黄宇

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