新能源并网及储能技术分析

新能源并网及储能技术分析

罗超

中国水利水电第九工程局有限公司，贵州 贵阳 550001

摘要：因为经济发展带来的环境问题也日益凸显，特别是在极端天气频发的当下人们也逐渐意识到环境保护的重要性，人们也在不断地思考经济发展与环境保护的关系，在探索实践中人们意识到经济的发展应基于环境保护的前提下展开，所以我国倡导绿色经济理念，这一发展理念的推行下新能源走入了大众的视野中。新能源与其他资源相比具有更高的使用价值和经济效益，随着新能源的迅速崛起，与新能源相关的议题成为社会关注的热门话题，本文主要从新能源并网技术、新能源并网储能技术展开论述，并探讨新能源并网储存技术的应用途径。

关键词：新能源；并网技术；储能技术

引言：不断地恶化的生态环境给人类敲响了警钟，频发的地质灾害和极端天气让人们意识到环境保护刻不容缓。经济发展与资源的利用成为了解决这一问题的主要切口，国际上对新能源的关注意味着推进新能源的使用，降低传统能源的占比一定程度上能降低人类活动对地球产生的环境污染。将不同类型的新能源进行并网储能，再基于经济发展需求进行分配的方式不仅可以显著提高新能源的利用效率，还能有效控制经济发展中存在的环境污染问题。因此，为了保证我国可持续发展战略的顺利实施，必须加大对新能源并网及储能技术的应用重视起来。

1.新能源并网技术

1.1并网仿真

想要确保电力系统的运行，对新能源进行并网前应构建出新能源仿真系统平台，这一技术有较高的技术要求，主要问题在于新能源的组型号较多、类型较大、种类不同、差异大等问题，导致系统的构建有较高的难度，以往的仿真系统已经不适用现下电力系统运行的需求。想要确保新能源并网成功要解决以下几方面的问题：①目前市面上的电磁形态模型无法有效应用于大规模非线性电力系统中；②新能源并网中对机电暂态模型的精度要求较高，但当前的机电暂态模型的精度达不到使用要求；③对电力系统要进行建模实现新能源设备的日常维护，但目前的技术无法对整个电力系统的参数进行实时检测。

1.2功率预测

对新能源生产中的功率进行预测需要建立起完善的数学模型，数学模型的建立才能确保对新能源的使用，在建立数学模型的时候一般按照时间尺度划分（超短期预测、短期预测、中长期预测）。时间尺度的划分上主要体现在时间上的差异，超短期预测是指在4小时以内的电网数据的预测；短期预测是指在3天以内的电能数据的预测；中长期预测则是指对电网3天以上数据的预测。当前我国在对电网功率预测时主要采取的是超短期预测、短期预测相结合的方式，长期预测的使用较少是因为时间跨度大的情况下对电网的功率预测精度低。

1.3电力调度

对新能源电力进行调度不仅能确保电力系统长时间稳定运转，同时基于电能的预测数据来规划电力调度方案。目前我国已经有很多学者开展了对新能源发电的研究工作。中科院研发在电力调度上已经研发了电能质量的优化调度系统仪器，这一系统不仅能控制电力系统预测的不确定性，提高运行的精度，避免因为预测误差出现运行风险，一定程度上能解决新能源在并网过程中出现的安全消纳问题。以风能调度为研究对象，当电力系统运用时采用该仪器对电力系统的各节点负载进行预测，不仅能做好分布式电源调度和约束的前期准备工作，还可以对各机组设备进行定期的检修和电网运行安全的把控。

2.新能源并网储能技术

2.1抽水储能

抽水储能主要是把河流下游水运输到上游的水库实现储能，在需要电能的时候再借助水力发电的形式转化为电能，但这一技术手段会受到地理位置和气候的较大影响，当前我国抽水储能的使用主要是在大电网系统调频及调度中复合高峰时，为平衡电力系统发电。

2.2蓄电池储能

蓄电池主要类型有铅电池、锂电池，而锂电池因其安全性高、输出功率高的显著优势在我国的电动汽车、航空等相关领域使用较为广泛。目前我国在锂电池的发展中已经超越了世界上的发达国家，但这一能源储能技术也有明显的缺点，实际的使用中续航能力不足，且有一定的污染问题，在发展中还需要解决上述问题控制好成本。而铅电池与传统的酸电池相比成本低，目前我国在电网应急负荷高峰时也会采用流液电池。

2.3超导磁储能

超导磁储能的方式是基于惰性气体的特性通过超导磁存储的能量完成能量释放，这一储能方式的优点是体积小但高效率、质量轻，目前我国在新能源的开发和使用中，这一储能方式已经被广泛的应用到我国的电力稳定式的电力系统，但这一技术还处于发展阶段，未来的发展趋势中这一储能技术可能会被更广泛地使用，使得超导磁储能技术推广的关键是高温超导体材料的支持和惰性气体的低温储存的效率。

3.储能技术在新能源并网中的应用

3.1辅助新能源的开发利用

我国近年来对风能的使用越来越多，但风力发电具有间歇性、随机性和波动性等特点，因此在电力系统中接入一定容量的储能系统能够改善电网电压质量。此外，我国电力负荷的持续上升，有必要不断增强电力系统的输电能力，以确保电力系统的安全稳定运行。储能技术可将风能等新能源转变为高品位能量储存于蓄电池中，从而降低风电接入对电网的冲击。利用好储能技术辅助风能源的并网主要是调节风电场输出功率来缓解电力系统安全问题。

我国的新能源使用中，水电的占比很高，但近些年我国的弃水量在不断攀升，这一现象会直接影响到我国电网运行的可靠性和供电可靠性。为提高电力系统运行安全性，降低系统调峰成本，有必要开展电力市场条件下的水电辅助服务研究。水电是最有可能成为未来电力市场重要补充的可再生能源。水电的特性包括强大的调节能力、高效的水能利用以及较低的发电成本。在当前电力市场环境下，水电在提高能源利用效率及降低环境污染方面有着独特作用。因此在能源日益紧张和环境恶化的今天，大力发展水电是缓解电力供需矛盾和改善生态环境的重要措施之一。利用好储能技术真正发挥水电的优势，需要国家相关部门做好水电机组的资金投资，同时还要做好水电储能机组运行维护，在推行水电的并网储能中要制定出适当的补偿措施，提高水资源的利用。

3.2为农村发展提供电力支撑

随着我国城市化进程的加快，城乡的电力建设却出现了越来越大的差异，农村电网建设跟不上发展需求，能源的供应不足直接限制了农村的经济发展。为优化农村的电力供应状况、减轻农村电力使用的压力、降低农村电力生产成本，重视新能源的储能开发利用，以此确保农村电力能源的使用需求，在农村配电网中应用新能源储能技术势在必行，储能技术能够为农村的发展提供必要的电力支持。新能源储能能够实现电力的分布式、多点和长周期存储，不仅操作简便，而且经济高效，同时还具备安全、环保和清洁的特点。随着新能源发电渗透率的增加以及电动汽车的发展，风电与光伏出力波动会加剧电力系统负荷峰谷差。鉴于我国绝大多数地区的电力需求仍在持续上升，预测在接下来的20年里，我国大多数地区的电力需求将继续呈现增长趋势。所以在农村地区的发展中发挥好新能源的储能利用是大趋势。

4.结语

总之，储能技术作为一种解决新能源并网不稳定、间歇性强问题的有效手段，重视新能源并网储能技术的应用，不仅能推动我国新能源使用和发展，让新能源在投入使用中大大提升电力系统运行的稳定性、可靠性、经济性。重视新能源并网储能技术的研发，结合我国经济发展的需要，做好新能源的开发使用势在必行，相关部门需要重视技术的更新迭代，不断地对技术进行优化，让新能源为我国的经济发展提供物质基础。

参考文献：

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