安科瑞 陳聰

摘要：由于近些年社會發(fā)展速度不斷加快，在一定程度上也推動了新能源技術(shù)的發(fā)展進程。因為該技術(shù)在使用過程中有著很多的優(yōu)勢，所以也受到了社會各界的廣泛關(guān)注以及運用。尤其是對于電力行業(yè)的發(fā)展而言，通過科學(xué)合理的運用儲能技術(shù)能夠更好地實現(xiàn)新能源的穩(wěn)定利用，有助于提升電網(wǎng)穩(wěn)定性，不但能夠使新能源發(fā)電更加符合當(dāng)前社會發(fā)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(chǎn)生，保障生態(tài)環(huán)境與電力產(chǎn)業(yè)實現(xiàn)協(xié)調(diào)穩(wěn)定的發(fā)展。基于此，文章分析了儲能技術(shù)對新能源系統(tǒng)發(fā)展的重要性，研究了新能源電力系統(tǒng)中常用的儲能技術(shù)，并*點探討了儲能技術(shù)在新能源系統(tǒng)中的應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：儲能技術(shù)；新能源電力系統(tǒng)；協(xié)調(diào)控制；

0引言

隨著當(dāng)前人們生活水平不斷提升以及社會經(jīng)濟活動發(fā)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(tǒng)已很難符合當(dāng)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(yōu)化，不僅會嚴重影響人們的日常生活，還會限制社會經(jīng)濟的良好發(fā)展。所以在此背景下，推動了新能源電力系統(tǒng)的誕生以及發(fā)展，該系統(tǒng)在具體運用過程中有著很多優(yōu)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(chǎn)提供充足的電力資源等。但是就當(dāng)前的實際情況而言，因為新能源電力系統(tǒng)的發(fā)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(yōu)化以及改善，否則很難將新能源電力系統(tǒng)的作用以及價值充分展現(xiàn)出來。不管是人們的生活還是社會各項經(jīng)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(huán)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(zhàn)，應(yīng)該重視并積極探索各項新型技術(shù)手段。通過科學(xué)運用新能源系統(tǒng)儲能技術(shù)在一定程度上可以更好地預(yù)防能源短缺等情況的出現(xiàn)，可以促使電力系統(tǒng)始終處于穩(wěn)定的運行狀態(tài)，同時也能夠更好地保障電能質(zhì)量。

1儲能技術(shù)對新能源電力系統(tǒng)發(fā)展的重要性

1.1為新能源發(fā)電*規(guī)模使用創(chuàng)造條件

對于現(xiàn)代新能源發(fā)電系統(tǒng)而言，其所包含的內(nèi)容相對較多，其中較為關(guān)鍵的屬風(fēng)能和太陽能兩種形式。與以往所使用的火力發(fā)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(yōu)勢。然而一些清潔能源技術(shù)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(wǎng)系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性。但是通過科學(xué)地運用儲能技術(shù)可以有效預(yù)防上述問題的出現(xiàn)，能夠進一步增強新能源并網(wǎng)過程中的安全性[1]。所以，在一定程度上儲能技術(shù)屬于促使構(gòu)建一種以新能源為主體的全新系統(tǒng)的重要技術(shù)手段。

1.2調(diào)峰和控制輸出平穩(wěn)

不管是對于風(fēng)力發(fā)電而言還是對于光伏發(fā)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(dǎo)致這兩項能源很難得到*規(guī)模的推廣以及使用，但是通過科學(xué)運用儲能技術(shù)就可以避免出現(xiàn)這項問題。充分發(fā)揮儲能設(shè)備的作用對電站展開科學(xué)合理的調(diào)峰，使電能在后期始終處于安全穩(wěn)定的運行狀態(tài)，并且也不會對電網(wǎng)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(tǒng)中常用的儲能技術(shù)

2.1物理儲能技術(shù)

2.1.1壓縮空氣儲能

壓縮空氣儲能主要是運用分子內(nèi)力進行相應(yīng)的發(fā)電，當(dāng)負荷處于低谷時期利用空氣壓縮的方法將其科學(xué)地儲存在相關(guān)的容器當(dāng)中。當(dāng)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(qū)動渦輪機進行運行，保障其可以符合發(fā)電要求[2]。壓縮空氣儲能在使用過程中有著很多優(yōu)勢，如能量轉(zhuǎn)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(dāng)前規(guī)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(shè)置相應(yīng)的水庫。當(dāng)出現(xiàn)負荷低谷等問題時，應(yīng)該重視利用有關(guān)設(shè)備開展抽水操作，同時將下游水庫當(dāng)中所存在的水資源及時傳輸?shù)缴嫌萎?dāng)中進行儲存。如果在這個期間存在用電高峰，那么應(yīng)該及時將各個設(shè)備設(shè)置為發(fā)電機狀態(tài)，然后再利用上游水庫當(dāng)中的儲能進行相應(yīng)的發(fā)電。當(dāng)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(shù)在使用期間也都存在著*特的優(yōu)勢，工作人員可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐木唧w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(yōu)勢，但同時對于功率方面也有著較高的要求，具體的轉(zhuǎn)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(dǎo)致其廠址的選擇非常復(fù)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(guān)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(zhuǎn)化率*高能夠超過80%，飛輪儲能的存在對于推動儲能技術(shù)創(chuàng)新方面有著積極的影響。通過科學(xué)合理地運用發(fā)動機儲能，飛輪可以借助電機的功能實現(xiàn)高速轉(zhuǎn)動，*終順利實現(xiàn)儲能目標。在需要產(chǎn)生動力時，高速飛輪能夠充當(dāng)相應(yīng)的發(fā)電機，然后在不斷的運轉(zhuǎn)過程中可以將動能及時轉(zhuǎn)化成能量，同時將所轉(zhuǎn)化的能量及時釋放至外界負載當(dāng)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(chǎn)生較*的影響。

2.2電磁儲能技術(shù)

2.2.1超導(dǎo)磁儲能

該技術(shù)在使用過程中的轉(zhuǎn)化率可以達到90%。通過對該技術(shù)的有效運用，能夠保障繞組電流不會出現(xiàn)較*的變化，甚至所產(chǎn)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(dǎo)線圈在使用過程中也應(yīng)該始終處于低溫液體狀態(tài)下，這樣才能夠取得良好效果，但是這樣也會加*成本。該技術(shù)在具體使用過程中有著*污染以及響應(yīng)快等優(yōu)勢，超導(dǎo)儲能材料在具體使用過程中能夠有效增強發(fā)動機整體的輸出性能，同時對于增強電能質(zhì)量方面也有著積極的影響。所以在此背景下，相關(guān)工作人員應(yīng)該加強對超導(dǎo)磁儲能的關(guān)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(shù)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(chǔ)依據(jù)，以超*電容器儲能工藝為基礎(chǔ)的存儲能量應(yīng)用，從而進一步增強放電流程整體可逆性，同時其重復(fù)次數(shù)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?zhèn)淦胀娙萜魉邆涞膬?yōu)勢[5]。此外，該技術(shù)在使用期間存在著循環(huán)壽命長、響應(yīng)快等優(yōu)勢，將其與蓄電池技術(shù)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(guān)單位以及工作人員在對超*電容儲能技術(shù)進行運用過程中，應(yīng)該深入分析蓄電池技術(shù)的優(yōu)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(xué)合理的結(jié)合，從而進一步增強技術(shù)的使用效果，將其作用以及價值充分展現(xiàn)出來。

3儲能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1在風(fēng)能電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

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

3.2在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用

光伏發(fā)電系統(tǒng)在具體使用過程中能夠充當(dāng)主電網(wǎng)的補充，但是在具體實踐當(dāng)中，該系統(tǒng)在運行期間并不具備穩(wěn)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(yīng)該合理地運用儲能技術(shù)，充分發(fā)揮該技術(shù)的使用優(yōu)勢進一步增強功率整體穩(wěn)定性，從而不斷增強并網(wǎng)效果；應(yīng)該積極合理地運用無源并聯(lián)儲能方法，利用該技術(shù)在穩(wěn)定負載功率上的作用，更好地管理系統(tǒng)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(fā)電技術(shù)往往都會被運用于單獨的并網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，然后利用對多個技術(shù)的融合運用，充分發(fā)揮不同技術(shù)的使用優(yōu)勢以及價值，以有效增強系統(tǒng)整體均衡性以及穩(wěn)定性。這樣才能夠保障新能源電力系統(tǒng)實現(xiàn)安全穩(wěn)定的運行，給人們的生活以及社會的生產(chǎn)提供充足的電力資源，同時幫助電力企業(yè)獲取更多的經(jīng)濟利益。

3.3在微電網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

對于微電網(wǎng)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(wǎng)之間實現(xiàn)有效聯(lián)通，并且也能夠?qū)崿F(xiàn)獨立運行。將儲能技術(shù)科學(xué)合理地運用于微電網(wǎng)當(dāng)中，對于增強系統(tǒng)整體運行的安全性以及穩(wěn)定性等方面有著積極的影響。就現(xiàn)在的實際情況來看，在該系統(tǒng)當(dāng)中使用范圍相對較廣的儲能技術(shù)包括以下類型：

（1）超*電容儲能技術(shù)。其在使用時能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)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(yīng)的釋放，從而提供充足的電力資源。該技術(shù)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(dāng)中。

（2）納米鈦酸鹽儲能技術(shù)。其在具體運用期間能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)換成化學(xué)能的形式進行儲存，然后再將轉(zhuǎn)化后的化學(xué)能全部儲存在納米鈦酸鹽當(dāng)中，在后期需要時再對其進行相應(yīng)的釋放以及運用。這項技術(shù)通常被運用在*容量以及長時間的儲能當(dāng)中。

相關(guān)單位以及工作人員應(yīng)該深入分析各項技術(shù)的使用優(yōu)勢以及注意事項，然后結(jié)合實際情況制訂有針對性的使用對策以及方案，結(jié)合實際情況科學(xué)的對其進行運用。只有這樣才能將其作用以及價值**化展現(xiàn)出來，保障系統(tǒng)可以始終處于安全穩(wěn)定的運行狀態(tài)，為社會的發(fā)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(tǒng)中的應(yīng)用

對于太陽能發(fā)電而言，其所形成的電能主要是利用光伏并網(wǎng)的方法給系統(tǒng)傳輸電能，想要避免由于電能因素對電網(wǎng)的穩(wěn)定運行產(chǎn)生影響，那么相關(guān)單位以及工作人員應(yīng)該不斷的研究以及改善儲能技術(shù)，從而進一步增強設(shè)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(wǎng)可以有序?qū)嵤Ｏ胍M一步增強各項技術(shù)使用效果，那么應(yīng)該積極的引進信息技術(shù)以及計算機技術(shù)等一些新型的技術(shù)手段，將這些新型技術(shù)與儲能技術(shù)進行有效融合，從而順利實現(xiàn)自動化管理目標，盡可能避免在并網(wǎng)期間出現(xiàn)一系列不必要的隱患問題，更好地保障系統(tǒng)整體運行質(zhì)量以及安全性。

4安科瑞Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

4.1概述

Acrel-2000MG儲能能量管理系統(tǒng)是安科瑞專門針對工商業(yè)儲能電站研制的本地化能量管理系統(tǒng)，可實現(xiàn)了儲能電站的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報警管理、統(tǒng)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(tǒng)不僅可以實現(xiàn)下級各儲能單元的統(tǒng)一監(jiān)控和管理，還可以實現(xiàn)與上級調(diào)度系統(tǒng)和云平臺的數(shù)據(jù)通訊與交互，既能接受上級調(diào)度指令，又可以滿足遠程監(jiān)控與運維，確保儲能系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、可靠、經(jīng)濟運行。

4.2應(yīng)用場景

適用于工商業(yè)儲能電站、新能源配儲電站。

4.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.4系統(tǒng)功能

（1）實時監(jiān)管

對微電網(wǎng)的運行進行實時監(jiān)管，包含市電、光伏、風(fēng)電、儲能、充電樁及用電負荷，同時也包括收益數(shù)據(jù)、天氣狀況、節(jié)能減排等信息。

（2）智能監(jiān)控

對系統(tǒng)環(huán)境、光伏組件、光伏逆變器、風(fēng)電控制逆變一體機、儲能電池、儲能變流器、用電設(shè)備等進行實時監(jiān)測，掌握微電網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀況。

（3）功率預(yù)測

對分布式發(fā)電系統(tǒng)進行短期、超短期發(fā)電功率預(yù)測，并展示合格率及誤差分析。

（4）電能質(zhì)量

實現(xiàn)整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質(zhì)量和電能可靠性狀況進行持續(xù)性的監(jiān)測。如電壓諧波、電壓閃變、電壓不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進行監(jiān)測分析及錄波展示，并對電壓、電流瞬變進行監(jiān)測。

（5）可視化運行

實現(xiàn)微電網(wǎng)無人值守，實現(xiàn)數(shù)字化、智能化、便捷化管理;對重要負荷與設(shè)備進行不間斷監(jiān)控。

（6）優(yōu)化控制

通過分析歷史用電數(shù)據(jù)、天氣條件對負荷進行功率預(yù)測，并結(jié)合分布式電源出力與儲能狀態(tài)，實現(xiàn)經(jīng)濟優(yōu)化調(diào)度，以降低尖峰或者高峰時刻的用電量，降低企業(yè)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(shù)據(jù)，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(fēng)電、儲能設(shè)備的發(fā)電效率、轉(zhuǎn)化效率，用于評估設(shè)備性能與狀態(tài)。

（9）策略配置

微電網(wǎng)配置主要對微電網(wǎng)系統(tǒng)組成、基礎(chǔ)參數(shù)、運行策略及統(tǒng)計值進行設(shè)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(chǎn)品

6結(jié)束語

將儲能技術(shù)科學(xué)合理地運用在新能源電力系統(tǒng)當(dāng)中，能夠進一步增強新能源電力系統(tǒng)整體的穩(wěn)定性以及安全性，不僅可以使系統(tǒng)始終處于穩(wěn)定運行狀態(tài)，還可以有效延長系統(tǒng)的運行時間，給人們提供充足的電力資源，符合當(dāng)前社會發(fā)展要求以及居民生活需求。儲能技術(shù)的有效應(yīng)用不但能夠提升居民生活質(zhì)量以及水平，還可以幫助電力企業(yè)獲取更多的經(jīng)濟效益，為電力企業(yè)的良好發(fā)展以及社會經(jīng)濟的良好發(fā)展提供有力支持。

【參考文獻】

[1]王冰,王楠,李娜,趙錦等.面向*規(guī)模新能源并網(wǎng)的電化學(xué)儲能產(chǎn)業(yè)政策研究[J].電器與能效管理技術(shù),2021(4):1-5,23.

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

[3]劉沅昆,張維靜,張艷等.面向新型電力系統(tǒng)的新能源與儲能聯(lián)合規(guī)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(tǒng)的暫態(tài)同步穩(wěn)定研究綜述[J].高電壓技術(shù)，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(tǒng)研究綜述[J].電器與能效管理技術(shù)，2021(11):1-7.

[6]高毅.儲能技術(shù)在新能源電力系統(tǒng)中的應(yīng)用研究.

[7]安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計與應(yīng)用手冊2022.5版.