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國內(nèi)高速發(fā)展的經(jīng)濟使得各行業(yè)對能源的需求量激增，火力發(fā)電等傳統(tǒng)發(fā)電方式為國家的可持續(xù)發(fā)展帶來了較大壓力，新能源電力系統(tǒng)的研究與應用成為電力行業(yè)發(fā)展的重要方式。為了實現(xiàn)對風能、太陽能等新能源的高效應用，儲能技術成為電力企業(yè)的重點研究技術內(nèi)容，相關企業(yè)希望通過高效的儲能轉(zhuǎn)化技術為電力系統(tǒng)的可靠運行提供支持，推動新能源在電力系統(tǒng)中的可靠應用。

1新能源電力系統(tǒng)中的儲能技術分析

1.1電化學儲能

電化學儲能即為蓄電池儲能，該技術在新能源電力系統(tǒng)中應用較為廣泛，其工作原理為依靠電池正負極反應完成電能與化學能的相互轉(zhuǎn)化，滿足電力系統(tǒng)用電需求的同時儲存系統(tǒng)多余的電量，實現(xiàn)對新能源的高效應用，為新能源的并網(wǎng)運行提供幫助。金屬電池是各企業(yè)應用較多的電池類型，此類電池能夠依靠金屬的氧化還原反應實現(xiàn)電能與化學能的轉(zhuǎn)化，材料應用成本較低的同時具有較高的轉(zhuǎn)化效率，如鋰電池即為蓄電池中的高效產(chǎn)品，能夠在短時間內(nèi)完成大量化學能與電能的相互轉(zhuǎn)化。

1.2物理儲能

物理儲能包括壓縮空氣、飛輪以及抽水儲能幾種類型，能夠以物理能的形式存儲電能，在實際應用時，電力企業(yè)通常可以結合發(fā)電類型、環(huán)境現(xiàn)狀等合理選擇儲能方式，實現(xiàn)對能源的高效應用。抽水儲能雖然儲能容量較高，但是該技術容易受環(huán)境限制，在環(huán)境位置不合適的情況下往往會消耗更多的應用成本，該技術在風力資源豐富的西北地區(qū)缺少應用的環(huán)境基礎；飛輪儲能主要是將電能存儲為機械能，雖然具有較高的功率密度，但是缺少足夠的能源存儲量，在磁懸浮、材料相關技術的限制下，該技術難以實現(xiàn)大規(guī)模應用；壓縮空氣儲能與抽水儲能類似，對環(huán)境要求高，通常需要在密封良好的空間內(nèi)使用，其建設快且造價低，但是在儲能效率方面存在欠缺。

1.3電磁儲能

超導儲能具有無損耗、存儲時間長、效率高、響應快速等性能優(yōu)勢，但是該技術的應用需要依靠高溫超導材料來實現(xiàn)，在材料技術的限制性，導致該儲能方法難以得到廣泛應用。超級電容器儲能需要應用高介電常數(shù)的電容器，這種儲能方式在保證較長使用周期、較快響應速度、較大功率密度以及極高瞬時功率的同時，存在端電壓不穩(wěn)定、低能量密度等缺陷。

2儲能技術在新能源電力系統(tǒng)中的應用

2.1儲能技術在太陽能電力系統(tǒng)中的應用

太陽能發(fā)電產(chǎn)生的電能需要通過光伏并網(wǎng)的方式為電網(wǎng)輸送電能，為了避免新能源電能造成電網(wǎng)波動等問題，電力企業(yè)需要積極研究高效的儲能技術，盡可能提升儲能設備的穩(wěn)定性和瞬時功率傳輸水平，確保電能輸送過程的平滑性，確保光伏并網(wǎng)的順利進行。為了提升技術應用效果，電力企業(yè)可以將信息化、智能化計算機技術與儲能技術融合應用，通過智能系統(tǒng)對技術應用過程進行自動化控制，規(guī)避設備并網(wǎng)運行隱患。在太陽能電力系統(tǒng)應用儲能技術時，電力企業(yè)需要根據(jù)光熱、光伏等不同的系統(tǒng)運行模式選擇適宜的儲能技術方案，合理應用相變儲能、電化學儲能等方式實現(xiàn)對太陽能的高效應用。

2.2儲能技術在風能電力系統(tǒng)中的應用

新能源電力系統(tǒng)的平穩(wěn)可靠運行離不開相關技術設備或人員對瞬時功率的有效控制，相關企業(yè)需要依靠各種技術手段維持新能源電能的瞬時功率平衡性，以此來規(guī)避系統(tǒng)波動問題。風能電力系統(tǒng)控制難度極大，電力企業(yè)需要通過儲能技術將原本極不穩(wěn)定的能源轉(zhuǎn)化為可靠輸出的穩(wěn)定能源。在實際應用時，傳統(tǒng)的儲能技術在風能系統(tǒng)中應用效果較差，通常需要依靠超導儲能等穩(wěn)定性極強的技術來規(guī)避風速干擾短路、聯(lián)絡線干擾短路等系統(tǒng)運行穩(wěn)定，該技術還可以幫助工作人員快速定位系統(tǒng)故障區(qū)域，為風電場的穩(wěn)定運行提供保障。

3新能源電力系統(tǒng)中分布式并網(wǎng)儲能系統(tǒng)設計研究

基于太陽能和風能等新能源建設的分布式并網(wǎng)電力系統(tǒng)雖然在近年來發(fā)展迅速并得到推廣應用，但是此類系統(tǒng)相對火力發(fā)電等電力系統(tǒng)具有嚴重的不確定性和間歇性，不穩(wěn)定的電能功率也導致所并入電網(wǎng)的波動。在新能源占比不斷提升的過程中，電力企業(yè)對高效儲能技術的需求日益增加，電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運行離不開儲能技術的至此。分布式儲能系統(tǒng)可以在負荷側獨立運行，也可以與新能源發(fā)電系統(tǒng)融合應用，最終實現(xiàn)電能質(zhì)量優(yōu)化、調(diào)峰調(diào)頻、填谷削峰等目標，對新能源并網(wǎng)運行具有積極意義。

3.1分布式儲能系統(tǒng)架構

新能源發(fā)電分布式儲能系統(tǒng)結構如圖1所示，系統(tǒng)接入點為并網(wǎng)開關，該點還用于檢測并網(wǎng)電力參數(shù)。儲能系統(tǒng)主要包括蓄電池組（電化學儲能）、雙向變流器、能量分配系統(tǒng)、電池管理系統(tǒng)、負荷預測系統(tǒng)幾個部分。其中，負荷預測能夠預測負荷需求量，能量分配系統(tǒng)可以根據(jù)蓄電池荷電狀態(tài)、分時電價等信息確定能量分配方案，將相關指令發(fā)送給雙向變流器，實現(xiàn)對蓄電池組充放電狀態(tài)的控制。其中，放電控制需要根據(jù)負荷狀態(tài)、雙向變流器容量、能量分配系統(tǒng)控制指令來實現(xiàn)，充電控制則主要依靠蓄電池充電特性的設定結果來自主實現(xiàn)控制過程。

3.2分布式儲能系統(tǒng)控制策略

分布式儲能系統(tǒng)主要有并網(wǎng)運行以及離網(wǎng)運行兩種模式，前者用于電網(wǎng)運行狀態(tài)正常期間，系統(tǒng)與電網(wǎng)直接連接，實現(xiàn)接入點電壓穩(wěn)定、電能質(zhì)量調(diào)整、調(diào)峰調(diào)頻、填谷削峰等工作目標；后者用于電網(wǎng)故障停用期間，通過與電網(wǎng)解列的方式規(guī)避故障影響，為負載獨立供電。下面主要對電網(wǎng)正常運行時的并網(wǎng)運行模式進行分析。（1）分布式儲能系統(tǒng)充電模式控制策略國內(nèi)不同時段具有不同的電價，電力企業(yè)通常將分時電價政策應用于工業(yè)、工商業(yè)等電力客戶，在電網(wǎng)電能需求量低的電價低谷時刻，儲能系統(tǒng)的能量分配系統(tǒng)將控制蓄電池組進行充電。在充電過程中，蓄電池組需要經(jīng)歷恒流充電、恒壓充電以及涓流充電三個階段。在第一階段，蓄電池充電電流及效率與電池的種類存在關聯(lián)，其中隨著充電電流的變化，蓄電池本身的充電效率也會產(chǎn)生變化。在蓄電池端電壓達到設定值時，蓄電池充電模式將進入第二階段。該階段，充電電流將持續(xù)降低，充電電壓維持不變，隨著時間的推移，充電電流將降低至極小狀態(tài)，此時充電模式將進入涓流充電階段，蓄電池電壓將在小電流充電的作用下維持在額定數(shù)值。一般而言，蓄電池組可以在電價低谷期完成充電，在充電未完成的情況下，系統(tǒng)可以在基本電價期為蓄電池組持續(xù)充電至滿電狀態(tài)，在充電完成后將會處于放電等待狀態(tài)。（2）分布式儲能系統(tǒng)放電模式控制策略在放電模式中，儲能系統(tǒng)可以根據(jù)分時電價數(shù)據(jù)控制系統(tǒng)在電價高峰期、尖峰期進行無圖1新能源發(fā)電分布式儲能系統(tǒng)結構示意圖功補償或放電。在第一個電價的尖峰時刻中，儲能系統(tǒng)需要盡最大能力滿足負荷側用電需求。在負荷側功率超出儲能系統(tǒng)額定功率的情況下，系統(tǒng)以額定功率輸出，反之則以負荷側功率輸出。在第二個電價的尖峰時刻中，儲能系統(tǒng)需要根據(jù)容量剩余情況盡可能滿足負荷側的用電需求，相關要求與第一次尖峰時刻相同，但在容量低至下限時需斷開儲能系統(tǒng)與電網(wǎng)的連接，負荷側的功率需求轉(zhuǎn)由電網(wǎng)滿足。在電價的高峰時刻，負荷側的電能需求由儲能系統(tǒng)以及電網(wǎng)共同滿足，雙方各自滿足50%的功率要求，在實際應用時，如果儲能系統(tǒng)額定功率比50%的負荷測需求功率高，則系統(tǒng)以50%的負荷測需求功率輸出，電網(wǎng)輸出功率與儲能系統(tǒng)一致；如果儲能系統(tǒng)額定功率不滿足負荷側50%的功率需求，則儲能系統(tǒng)以額定功率輸出，電網(wǎng)以負荷側功率需求與儲能系統(tǒng)額定功率的差值功率輸出。在第二個電價高峰時刻，電網(wǎng)與儲能系統(tǒng)分別承擔負荷側功率需求的70%與30%，后續(xù)若仍有電量剩余可參考第二個尖峰時刻的運行模式為負荷側供電。結語：綜上所述，儲能技術主要包括物理儲能、電化學儲能以及電磁儲能技術應用方式，新能源電力系統(tǒng)需要根據(jù)系統(tǒng)運行環(huán)境、技術條件、并網(wǎng)運行需求的多方面的因素合理選擇儲能技術。在太陽能、風能等電力系統(tǒng)中，電力企業(yè)需要充分考慮能源的不穩(wěn)定特點，利用儲能技術規(guī)避并網(wǎng)時的電網(wǎng)波動問題。在并網(wǎng)運行時，電力企業(yè)需要建立智能化的儲能控制系統(tǒng)，結合負荷需求、分時電價、蓄電池功率、蓄電池容量等合理控制蓄電池組的充放電過程，滿足電網(wǎng)運行需求。

作者:孫翠清 單位:中國礦業(yè)大學