摘要：隨(suí)著新(xīn)能源發(fā)電接入(rù)電(diàn)網的比例(lì)的逐漸*大(dà)，新(xīn)能(néng)源發電具有不穩定性(xìng)，間(jiān)歇(xiē)性(xìng)，波動(dòng)性等問(wèn)題(tí)也逐漸(jiàn)凸顯(xiǎn)，新(xīn)能源(yuán)發電所存在(zài)功率波(bō)動(dòng)和(hé)出力難以預測(cè)，難以有(yǒu)效(xiào)調(tiáo)度的(dí)問題(tí)日益顯著，進而對整個電網的(dí)安全穩定運行(háng)造(zào)成(chéng)嚴重的影響。 將(jiāng)儲能技術(shù)應用(yòng)於(yú)新能源電力(lì)市場(cháng)，能夠承(chéng)擔新(xīn)能源(yuán)波動造成的功(gōng)率差(chà)額，降低(dī)對負荷(hé)及(jí)電網的(dí)衝(chōng)擊。 文章主要分(fēn)析儲能技(jì)術在(zài)新能源電站(zhàn)並(bìng)網(wǎng)中的(dí)實(shí)際應用(yòng)，通(tōng)過儲(chǔ)能(néng)技(jì)術(shù)的應用，從而調節(jié)電能(néng)的收集(jí)與(yǔ)釋(shì)放(fàng)，實現(xiàn)維持(chí)電網係(xì)統(tǒng)的運(yùn)行穩定(dìng)的(dí)目的。

關鍵詞(cí)：新(xīn)能源(yuán)；儲(chǔ)能技術；發電並網；應用

1.引言

“雙(shuāng)碳”戰(zhàn)略目(mù)標的不(bù)斷(duàn)發展，新(xīn)能源發(fā)電憑(píng)借其綠(lǜ)其綠色(sè)可(kě)再生(shēng)而得(dé)到廣泛應(yīng)用，且受到行(háng)業重視(shì)。 但(dàn)由於新能(néng)源並網發電係(xì)統的復雜(zá)性，在(zài)新能源並網(wǎng)發電係(xì)統中，較(jiào)為重要的幾類組件包括(kuò)，電功(gōng)率追(zhuī)蹤設(shè)備(bèi)，儲能(néng)裝置及並(bìng)網逆(nì)變設備等，為實現(xiàn)既定(dìng)的發(fā)展目標(biāo)，應(yīng)用儲能技(jì)術(shù)，規(guī)避其對(duì)發電係統(tǒng)產(chǎn)生的不利(lì)影響，在提升(shēng)新能(néng)源發電(diàn)係(xì)統中占據(jù)比值的(dí)同時，確(què)保電(diàn)網始終保持穩定(dìng)。

2.技術背(bèi)景

2.1.新能源(yuán)資(zī)源分(fēn)布(bù)

我國(guó)國土麵積(jī)相對來說較為(wéi)遼(liáo)闊，根(gēn)據(jù)研究調查顯示，我(wǒ)國新(xīn)資(zī)源較(jiào)為豐(fēng)富，且(qiě)大(dà)部分(fēn)地(dì)區每(měi) 年(nián)的日(rì)照時(shí)間(jiān)在2000h以上(shàng)，對年(nián)輻射量進行(háng)調(tiáo)查，發(fā)現整體(tǐ)超(chāo)過5000MJ/㎡，為新能源電(diàn)站(zhàn)的建設提供了強(qiáng)有(yǒu)力(lì)的支持，保(bǎo)證(zhèng)了新能源電(diàn)站運行的穩(wěn)定性(xìng)。 為了進一步研(yán)究新(xīn)能(néng)源(yuán)電(diàn)站建(jiàn)設的可行性，我(wǒ)國(guó)對國(guó)內不(bù)同地區進行了(liǎo)較為深入的研(yán)究(jiū)和分(fēn)析，可以(yǐ)將(jiāng)全(quán)國(guó)區域(yù)內的不(bù)同省(shěng)市根(gēn)據新能源能(néng)的利(lì)用情況，分為(wéi)4類別，*一(yī)類年輻射(shè)量6700-8370MJ/㎡，*二(èr)類年輻射量(liáng)為5400-6700MJ/㎡，*三(sān)類(lèi)年輻射(shè)量(liáng)4200-5400MJ/㎡，*四類(lèi)年輻(fú)射(shè)量不(bù)超(chāo)過4200MJ/㎡。從綜合性的角(jiǎo)度來看(kàn)，*一類(lèi)以及(jí)*二(èr)類的新(xīn)能(néng)源能資源(yuán)更為豐富，比(bǐ)如說(shuō)青(qīng)藏，甘(gān)肅內(nèi)蒙古(gǔ)，河(hé)北(běi)，遼寧(níng)，山(shān)東以及廣東(dōng)，新(xīn)疆等省市(shì)區(qū)域(yù)，此類區域更適(shì)合進(jìn)行新能源電(diàn)站(zhàn)的建設(shè)，太陽能(néng)資源(yuán)更為充足(zú)，尤其(qí)是(shì)青藏高原，甘(gān)肅(sù)，內蒙古以(yǐ)及寧夏(xià)等(děng)，新(xīn)能源資(zī)源分類可見(jiàn)表１。

表1.新能源(yuán)資源分類

2.2.新能(néng)源(yuán)電站(zhàn)並(bìng)網發(fā)展(zhǎn)運(yùn)行現狀分(fēn)析(xī)

近(jìn)年來，我(wǒ)國已經意(yì)識到(dào)新能源(yuán)電站(zhàn)建設發展(zhǎn)的重要性以及優勢(shì)和(hé)價(jià)值(zhí)，為(wéi)新(xīn)能源電站的發展建設提供了一(yī)定的活力(lì)和支(zhī)持，相(xiāng)關(guān)技術(shù)不斷地發(fā)展和(hé)進步(bù)，也為新(xīn)能(néng)源電站並(bìng)網奠定了(liǎo)堅(jiān)實的基(jī)礎(chǔ)。根據研(yán)究調查顯(xiǎn)示(shì)，2022年全國(guó)新能源發電新增裝機(jī)1.25萬千瓦(wǎ)，同比增長21％ ，由(yóu)此可(kě)見(jiàn)新(xīn)能源電(diàn)站的(dí)建(jiàn)設(shè)程(chéng)度(dù)以(yǐ)及發展速(sù)度。從我(wǒ)國(guó)地(dì)理(lǐ)條(tiáo)件(jiàn)來(lái)看(kàn)，西部(bù)區域的新能(néng)源資(zī)源相對來說更(gēng)為豐(fēng)富(fù)，因(yīn)此(cǐ)，我國(guó)在建設(shè)新能源電(diàn)站的過(guò)程(chéng)中主要以西部區(qū)域為主，但是(shì)也存(cún)在一定(dìng)的(dí)問(wèn)題，從(cóng)經(jīng)濟結構的角度(dù)來(lái)看，西部(bù)區(qū)域(yù)的發(fā)展(zhǎn)較為落(là)後，在技術以(yǐ)及管(guǎn)理方(fāng)麵都(dū)存在一定(dìng)的問題，這也(yě)對(duì)並網(wǎng)造(zào)成(chéng)了(liǎo)一定的不良(liáng)影響，導致轉化(huà)的(dí)電力資源無法有(yǒu)效輸出(chū)至電網係統(tǒng)之中，出現棄光的(dí)情(qíng)況，據(jù)研究(jiū)調(tiáo)查(chá)顯示(shì)，截(jié)止(zhǐ)在2022年(nián)，西北地區棄光率雖(suī)有(yǒu)所(suǒ)下降(jiàng)，但還未達到理想狀態(tài)。 為解決(jué)這(zhè)一問題(tí)，我國相關部門(mén)將(jiāng)新能源電(diàn)站(zhàn)的建(jiàn)設轉(zhuǎn)移至(zhì)中東區(qū)域(yù)，這(zhè)樣(yàng)可以降低棄(qì)光量(liáng)以(yǐ)及(jí)棄(qì)光率，但是(shì)此(cǐ)種方(fāng)法治(zhì)標(biāo)不治本，未(wèi)能(néng)從根本上解決(jué)問(wèn)題(tí)。 而西北地(dì)區的(dí)新能源(yuán)能(néng)資源(yuán)豐富，依(yī)然是(shì)新能(néng)源電站(zhàn)建(jiàn)設的(dí)重(zhòng)要區(qū)域，因(yīn)此如何從(cóng)根本(běn)上(shàng)解決問(wèn)題(tí)是當前(qián)研(yán)究(jiū)的*點(diǎn)內容，也是(shì)提升(shēng)網係統接收新能源(yuán)電力的關鍵(jiàn)。近(jìn)年來(lái)，儲能技術(shù)逐漸(jiàn)走(zǒu)近大眾(zhòng)視(shì)野，成為(wéi)*點研究(jiū)對象，其具有響應特性(xìng)好，壽命(mìng)長以(yǐ)及可靠(kào)性(xìng)高(gāo)等特(tè)點(diǎn)，被應用於(yú)多個行業與(yǔ)領域(yù)之中(zhōng)，新(xīn)能源(yuán)電(diàn)站並(bìng)網(wǎng)也可(kě)以積*應用(yòng)此(cǐ)項(xiàng)技術。

3.儲(chǔ)能(néng)技術在(zài)新能源電(diàn)站並網中(zhōng)應(yīng)用的重(zhòng)要性

3.1.有(yǒu)助於提升(shēng)運行(háng)速(sù)率

儲能(néng)技術(shù)在(zài)實際應用的過(guò)程中，整(zhěng)體(tǐ)速率(shuài)較(jiào)高，可以(yǐ)更好地進行響應，提(tí)升了有功功率與無功功率的(dí)收斂(liǎn)以(yǐ)及交(jiāo)換(huàn)，節約了(liǎo)一定(dìng)的時間資(zī)源。並且，在(zài)此(cǐ)過(guò)程(chéng)中，電(diàn)壓(yā)的變化(huà)相對(duì)來(lái)說比(bǐ)較小(xiǎo)，避(bì)免(miǎn)出(chū)現(xiàn)電壓急(jí)速加強的(dí)情況(kuàng)，同(tóng)時(shí)也可(kě)以避免電(diàn)壓(yā)電流出現畸變的(dí)情況，以此(cǐ)保證新能(néng)源(yuán)電站並(bìng)網的(dí)安(ān)全性(xìng)以及(jí)穩(wěn)定性(xìng)，保(bǎo)證為(wéi)電網係統(tǒng)輸入高質(zhì)量(liáng)電(diàn)力資源(yuán)。

3.2.有(yǒu)助於(yú)提升(shēng)經濟(jì)效(xiào)益(yì)以及社會效益(yì)

儲能技術(shù)在(zài)實際應用(yòng)的過(guò)程中，可以保證新能源電(diàn)站運行(háng)的(dí)經濟效益以(yǐ)及社(shè)會效(xiào)益，同時也可(kě)以提(tí)升(shēng)新(xīn)能源電站運行(háng)的安全性(xìng)，避(bì)免發生安全事(shì)故(gù)。 現(xiàn)階(jiē)段(duàn)，我國西部新能(néng)源電站(zhàn)在實際(jì)運行(háng)的過(guò)程(chéng)中，存在棄光的(dí)情(qíng)況(kuàng)，輸出的電力資(zī)源相對來說(shuō)比較少，對經濟(jì)利益(yì)造成了(liǎo)嚴(yán)重的不良影(yǐng)響，而(ér)在儲能技術的(dí)支持(chí)下(xià)，可以有(yǒu)效解決(jué)此類問題［２］。 在(zài)儲能技術的(dí)支持(chí)下，新能源電(diàn)站可以將(jiāng)未能有(yǒu)效傳輸(shū)的電力資(zī)源(yuán)進行儲存，如果後續(xù)運(yùn)行的(dí)過程中(zhōng)出(chū)現(xiàn)發(fā)電量低於(yú)閾值(zhí)時(shí)，可(kě)以利用(yòng)儲(chǔ)存(cún)的(dí)電(diàn)力資(zī)源(yuán)，將其進行傳輸，將其(qí)傳輸(shū)至電網係(xì)統之(zhī)中(zhōng)，進而(ér)保證(zhèng)為(wéi)社(shè)會(huì)發展(zhǎn)以(yǐ)及(jí)居民(mín)日(rì)常生(shēng)活提(tí)供充足的電力(lì)資(zī)源(yuán)。 儲(chǔ)能技術的(dí)應(yīng)用，解(jiě)決(jué)了(liǎo)棄光的(dí)問題(tí)，以(yǐ)此提(tí)升(shēng)新(xīn)能源(yuán)電(diàn)站(zhàn)並(bìng)網(wǎng)的經濟效益(yì)以(yǐ)及社會(huì)效(xiào)益(yì)。

3.3.有(yǒu)助於(yú)提升電(diàn)力(lì)係統的(dí)穩(wěn)定性

儲能技(jì)術在不斷(duàn)地(dì)進(jìn)步和發展，研究人(rén)員(yuán)對其進行深(shēn)入地(dì)研究和分析，發(fā)現其對於(yú)保(bǎo)證(zhèng)電(diàn)力係(xì)統(tǒng)穩定(dìng)運行(háng)方麵發(fā)揮著(zhuó)重要(yào)的作用和(hé)價(jià)值(zhí)。 儲能技術(shù)在實際(jì)應用(yòng)的過程中(zhōng)，保(bǎo)證了輸(shū)電(diàn)的(dí)穩定性，進(jìn)而提升(shēng)電力係統運行的穩定性，以(yǐ)此保證為(wéi)社會(huì)發展與居民(mín)日常生活提供充足(zú)的(dí)電力(lì)資(zī)源。 儲能技(jì)術(shù)在(zài)實際應用的過(guò)程中，主要是提升相關設(shè)備(bèi)運行的(dí)安全(quán)性，進(jìn)而避(bì)免出現(xiàn)波動(dòng)性(xìng)或者是間(jiān)歇性的故障問題，進而(ér)保(bǎo)證電(diàn)網的穩定性(xìng)以(yǐ)及電(diàn)力資(zī)源質量。

4.儲(chǔ)能技(jì)術在(zài)新能(néng)源(yuán)並網(wǎng)中(zhōng)的應用

我國主(zhǔ)要以(yǐ)火力(lì)發電為主，但是(shì)其在(zài)實際運行(háng)生產(chǎn)的過(guò)程中(zhōng)，存在一定(dìng)的缺(quē)陷，對環境以及(jí)資(zī)源造(zào)成了一定的(dí)影響。 相關(guān)部門提出，電力係(xì)統在(zài)生產建(jiàn)設的過程(chéng)中，需要加大新能源(yuán)電(diàn)站的建設與運(yùn)行，將(jiāng)其(qí)作為電(diàn)力係統(tǒng)建設的核(hé)心內容之一(yī)。 而儲(chǔ)能技術是幾年(nián)來提出的(dí)一種新(xīn)型技術，其在(zài)實(shí)際應用的(dí)過程(chéng)中(zhōng)具有(yǒu)較強的(dí)應(yīng)用(yòng)優勢(shì)和價值(zhí)，為(wéi)整體發展(zhǎn)建(jiàn)設奠定了堅實(shí)的(dí)基礎，具體技術應用如(rú)表2所示。 在新能源(yuán)電(diàn)站並(bìng)網(wǎng)中(zhōng)也可(kě)以(yǐ)應用此項(xiàng)基礎，解決了(liǎo)新能(néng)源(yuán)電站並(bìng)網出(chū)現(xiàn)的問(wèn)題。

表2. 各項(xiàng)技(jì)術(shù)對(duì)比(bǐ)

為保障(zhàng)儲能(néng)效(xiào)果，提升新(xīn)能源發電(diàn)係(xì)統(tǒng)的(dí)質(zhì)量(liáng)，除了(liǎo)應用單(dān)個(gè)儲能(néng)技術外，也可(kě)結(jié)合多(duō)個(gè)儲能(néng)技(jì)術，比(bǐ)如超(chāo)導儲(chǔ)能(néng)和(hé)蓄電(diàn)池儲能技(jì)術(shù)結合，和超(chāo)導(dǎo)電(diàn)容(róng)器(qì)儲能技術結合(hé)。

4.1.飛(fēi)輪儲能技術

飛(fēi)輪(lún)儲(chǔ)能技(jì)術是儲能(néng)技術(shù)中(zhōng)的(dí)一種，其應(yīng)用相對來說(shuō)比較(jiào)廣泛(fàn)，而且整(zhěng)體運行操(cāo)作(zuò)較為(wéi)簡(jiǎn)單。飛輪儲能係(xì)統在實際(jì)運行的過(guò)程中，主要(yào)是依(yī)靠電動機，其在運(yùn)行(háng)的過程中(zhōng)帶(dài)動(dòng)飛(fēi)輪，使其(qí)高速轉動，進(jìn)而將多(duō)餘(yú)的(dí)電(diàn)能轉化(huà)為(wéi)動能，進行儲存，此方式(shì)為混(hùn)合(hé)儲能(néng)主要(yào)方(fāng)式之一，可如圖1所示(shì)。其在(zài)實際應用的(dí)過(guò)程(chéng)中(zhōng)，可(kě)以在有需(xū)要的(dí)情況下(xià)使其運(yùn)行即可，因(yīn)此(cǐ)從整(zhěng)體性的角(jiǎo)度(dù)來(lái)看(kàn)，其(qí)可(kě)以(yǐ)節約(yuē)一(yī)定(dìng)的資(zī)源。

飛(fēi)輪儲(chǔ)能技(jì)術(shù)在實際應用的(dí)過程中，相關(guān)工作(zuò)人員(yuán)為(wéi)了進一(yī)步提(tí)升(shēng)資(zī)源的有效利(lì)用率，降(jiàng)低發(fā)電機(jī)的整體運行(háng)損(sǔn)耗(hào)，應用了超導(dǎo)磁懸浮(fú)技(jì)術，其(qí)在(zài)實際(jì)運(yùn)行的過程(chéng)中，在復(fù)合材料的支(zhī)持下，可以(yǐ)提升(shēng)整體(tǐ)儲能密(mì)度，進(jìn)而保(bǎo)證電(diàn)力資源的轉換，同時(shí)此(cǐ)項技術的應用也在一(yī)定程度(dù)上降低(dī)了整體係(xì)統的(dí)體積，占(zhān)地(dì)麵(miàn)積相對來說(shuō)比(bǐ)較小。 飛輪儲能係(xì)統在實際(jì)應用的過程中，在**的(dí)技(jì)術的支(zhī)持(chí)下，對(duì)材料等(děng)進行(háng)了相(xiāng)應(yīng)的優(yōu)化，實(shí)現了儲(chǔ)能(néng)技術(shù)轉(zhuǎn)化提(tí)升的目的，當前(qián)飛(fēi)輪儲(chǔ)能(néng)係(xì)統(tǒng)在應(yīng)用的過(guò)程(chéng)中(zhōng)，整體轉化率高(gāo)達93％。 飛輪儲能係統在實(shí)際應用(yòng)的(dí)過程(chéng)中(zhōng)對於(yú)環(huán)境的依靠(kào)程(chéng)度(dù)相(xiāng)對來(lái)說(shuō)比(bǐ)較高，在(zài)建設的過(guò)程(chéng)中(zhōng)，需(xū)要(yào)保證(zhèng)環境的真(zhēn)空度(dù)，這(zhè)樣(yàng)才(cái)能(néng)保證整(zhěng)體(tǐ)係統(tǒng)發揮*大的作用和(hé)價值。 飛(fēi)輪儲(chǔ)能(néng)係統在(zài)運行的(dí)過程(chéng)中，其(qí)不會(huì)產生大量的摩擦，因(yīn)此整體設備(bèi)的損(sǔn)耗相對(duì)來說比較小，提升(shēng)了整體使用年限(xiàn)，同(tóng)時其(qí)降低了(liǎo)後(hòu)續維修與(yǔ)養(yǎng)護(hù)的成本支(zhī)出。

4.2.蓄(xù)電池儲能(néng)技(jì)術

在儲能工(gōng)作開展中，蓄(xù)電(diàn)池儲能技術的(dí)應用(yòng)*早，在行(háng)業(yè)中的應用時(shí)間也*長(cháng)，當前(qián)已經滲透到(dào)我們(mén)日常生活(huó)中(zhōng)的方(fāng)方麵(miàn)麵。 從(cóng)以(yǐ)往情況來(lái)看(kàn)，經過科學家們(mén)的不斷研發後，蓄電(diàn)池(chí)的容量(liáng)不斷擴大，使得儲(chǔ)存容量得到(dào)提(tí)高，增強(qiáng)了(liǎo)其(qí)儲存(cún)性能(néng)，為(wéi)人(rén)們的(dí)日常(cháng)生(shēng)活提(tí)供了便捷。 發展(zhǎn)到(dào)現階段(duàn)下(xià)，常規(guī)的(dí)鉛(qiān)酸蓄電池容量(liáng)以20wm為(wéi)主，與(yǔ)*初(chū)的蓄電池(chí)容量(liáng)進行(háng)比較，增強近100倍(bèi)左(zuǒ)右，其(qí)主要被應(yīng)用(yòng)在風(fēng)力發電的(dí)電(diàn)力(lì)係統(tǒng)中，這主要是因為(wéi)鉛酸(suān)電(diàn)池在(zài)應用(yòng)過程中(zhōng)，不僅成(chéng)本較低，而且(qiě)對(duì)使用(yòng)環境(jìng)的要求(qiú)較低(dī)，為(wéi)風力發電的(dí)應用(yòng)提(tí)供(gōng)了基(jī)礎。 但(dàn)是(shì)實(shí)際情(qíng)況來看(kàn)，鉛(qiān)酸(suān)電(diàn)池的(dí)應用(yòng)也存在一(yī)定的不足，在達到使(shǐ)用(yòng)壽命(mìng)後，無法(fǎ)實現無害化處(chǔ)理(lǐ)，對(duì)環境的(dí)影響(xiǎng)較大，這是(shì)導致(zhì)此(cǐ)類電(diàn)池無(wú)法(fǎ)大麵積使(shǐ)用(yòng)的一(yī)大因(yīn)素(sù)。 而(ér)就(jiù)鎳(niè)氫電(diàn)池來說，其(qí)在(zài) 2008年北京(jīng)*運(yùn)會(huì)中便已(yǐ)經得(dé)到了應(yīng)用，其(qí)中(zhōng)北(běi)京地區的電動車(chē)大多(duō)是(shì)將(jiāng)鎳氫(qīng)蓄(xù)電(diàn)池(chí)進行應(yīng)用(yòng)，作(zuò)為(wéi)電(diàn)動車的移動(dòng)電(diàn)源進行使用(yòng)，效(xiào)果較好(hǎo)。 但是鎳氫電池的(dí)能(néng)量(liáng)密度容(róng)易受到(dào)外界(jiè)因素影(yǐng)響(xiǎng)，在環境(jìng)變化的(dí)情況下(xià)，放(fàng)電(diàn)電(diàn)流(liú)會(huì)減(jiǎn)少，其(qí)對(duì)應的容量密(mì)度會(huì)在 80kwh/kg，但在放(fàng)電電(diàn)流(liú)較大(dà)時(shí)，能(néng)量(liáng)密度(dù)會減(jiǎn)低(dī)到 40kwh/kg。 同(tóng)時鋰離(lí)子(zǐ)電池也是(shì)當(dāng)前社(shè)會(huì)中常用的儲能(néng)技術，但(dàn)是(shì)此類電(diàn)池(chí)製(zhì)作技(jì)術相對(duì)復雜(zá)，容(róng)易受到外界(jiè)環境(jìng)的影響(xiǎng)，因此其(qí)通常無(wú)法(fǎ)在風力發(fā)電中進行應(yīng)用(yòng)。 *後，就(jiù)全釩液流電池(chí)來說，其應用(yòng)通常需(xū)要電解(jiě)液和汞之(zhī)間進(jìn)行(háng)相(xiāng)互作(zuò)用(yòng)，實現電(diàn)*表麵的氧(yǎng)化還(huán)原反應，促進(jìn)電(diàn)池放電，目前來(lái)看，此類(lèi)電池(chí)是研究(jiū)的(dí)主(zhǔ)要方(fāng)向，未(wèi)來(lái)將具有一(yī)定潛力。

4.3.超(chāo)導儲(chǔ)能技術

超(chāo)導(dǎo)儲能技術在實(shí)際(jì)應用的過程(chéng)中與飛輪(lún)儲(chǔ)能(néng)技術之間存(cún)在(zài)一(yī)定的差異性，超導儲能係統在(zài)運行的過(guò)程(chéng)中(zhōng)，主(zhǔ)要(yào)是(shì)將(jiāng)電力資源轉(zhuǎn)化(huà)為(wéi)磁場(cháng)能力(lì)，實(shí)現(xiàn)儲存的目的，當需(xū)要(yào)的(dí)時(shí)候再轉(zhuǎn)化(huà)為(wéi)電(diàn)力(lì)資源(yuán)，為電網係(xì)統提(tí)供(gōng)支持。 超導儲能(néng)係統(tǒng)更(gēng)為(wéi)**，可以長(cháng)期對於未應(yīng)用的電力(lì)資源進行儲(chǔ)存(cún)，而(ér)且(qiě)整體運行的損耗(hào)較小，但(dàn)是整體利用率比較高，在(zài)一定程度(dù)上解(jiě)決(jué)了(liǎo)棄(qì)光的問題(tí)。 超導儲(chǔ)能(néng)係(xì)統在(zài)將電(diàn)力資源轉化(huà)為(wéi)磁場能量(liáng)的(dí)過(guò)程中，無需消耗(hào)大量的(dí)時間(jiān)資源(yuán)，可(kě)以(yǐ)在短時間(jiān)內實(shí)現能(néng)量的轉換，對(duì)比於飛輪(lún)儲能(néng)係(xì)統，其(qí)整體工(gōng)作(zuò)效率提(tí)升了(liǎo)98％左右。 超(chāo)導技(jì)術(shù)在(zài)實際應(yīng)用(yòng)的(dí)過程(chéng)中(zhōng)，整體性能良好，具有較強的動態(tài)性，且整(zhěng)體響應時(shí)間較短(duǎn)，因此成為(wéi)當(dāng)前(qián)應(yīng)用廣(guǎng)泛的一(yī)項技(jì)術(shù)內(nèi)容(róng)，主(zhǔ)要(yào)鯨旗(qí)應用於輸(shū)配(pèi)電(diàn)網(wǎng)撐等(děng)方麵(miàn)從根本(běn)上(shàng)保證(zhèng)運(yùn)行的(dí)穩(wěn)定性(xìng)。

4.4.超(chāo)*電容器(qì)儲(chǔ)能(néng)技術(shù)

此技術(shù)的(dí)應用(yòng)具有(yǒu)較(jiào)大的脈(mài)衝功率，在使用(yòng)此技(jì)術對電(diàn)容(róng)器(qì)進行充電時(shí)，可促(cù)進(jìn)其對電*表麵(miàn)的(dí)異性離(lí)子進(jìn)行吸引，從(cóng)而促進吸引力的(dí)增(zēng)強(qiáng)，使其在(zài)電*表麵進(jìn)行(háng)依(yī)附，形(xíng)成雙層(céng)電容。 通常情況(kuàng)下，此(cǐ)技術(shù)被應(yīng)用在電力係(xì)統(tǒng)中(zhōng)，作為電(diàn)能質量(liáng)高(gāo)峰(fēng)值功(gōng)率(shuài)的使(shǐ)用，其(qí)可(kě)對電(diàn)壓情(qíng)況進行監測(cè)，在出(chū)現電壓(yā)跌(diē)落嚴(yán)重的(dí)情況時可(kě)立(lì)即放(fàng)電(diàn)，對(duì)電壓進行穩定(dìng)，促進(jìn)持續性生(shēng)產。 而且(qiě)超*電容(róng)器儲能技術(shù)還(huán)能夠促進(jìn)多次(cì)重復循(xún)環(huán)穩定(dìng)電流的產(chǎn)生，避免對電容(róng)器造(zào)成損害。 但就目(mù)前(qián)來(lái)看(kàn)，我國對此(cǐ)技術的研(yán)究相(xiāng)對(duì)較晚，技術(shù)使用(yòng)還(huán)存(cún)在不(bù)足，還(huán)需(xū)要(yào)在未(wèi)來(lái)發展中(zhōng)加(jiā)強研究，促(cù)進其(qí)儲能技術(shù)的不(bù)斷增強。

5.技(jì)術(shù)方案

為(wéi)了(liǎo)解(jiě)決(jué)社區(qū)或(huò)工(gōng)業(yè)園(yuán)區(qū)*能(néng)源係(xì)統(tǒng)的智能(néng)化(huà)管(guǎn)理(lǐ)和(hé)控製問(wèn)題，擬開(kāi)發一套**的光伏(fú)儲能直流智(zhì)能微電網監測(cè)係統。該係(xì)統(tǒng)由基於(yú)嵌入式技(jì)術的(dí)硬(yìng)件(jiàn)控(kòng)製(zhì)器和主控(kòng)係(xì)統(tǒng)兩(liǎng)部分(fēn)組(zǔ)成，立足於(yú)為(wéi)商(shāng)業(yè)園(yuán)區，現(xiàn)代化社區(qū)或(huò)新(xīn)型城(chéng)鎮(zhèn)等(děng)多種能源利用(yòng)場(cháng)景(jǐng)提(tí)供(gōng)定製化服務(wù)，提(tí)高用(yòng)能(néng)的安全性(xìng)，可靠性和(hé)經濟性(xìng)。整體(tǐ)技術方案(àn)及(jí)功(gōng)能如下：

（1）開發(fā)基於嵌入式技(jì)術(shù)的邊緣(yuán)控製器，主要功能(néng)為(wéi)通信功(gōng)能(néng)，數據采(cǎi)集，係(xì)統保(bǎo)護(hù)以及(jí)智(zhì)能(néng)化控製和能量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)。

（2）開發(fā)一套(tào)能量管理(lǐ)主(zhǔ)控係統，除(chú)具備(bèi)SCADA係統(tǒng)的監控(kòng)，保護，數(shù)據存儲(chǔ)，事件記(jì)錄，人(rén)機交(jiāo)互(hù)等功能外，還具(jù)備智能(néng)化(huà)能量管理功(gōng)能。

（3）開(kāi)發(fā)不(bù)同控製(zhì)和(hé)能量(liáng)管理(lǐ)功(gōng)能的軟件(jiàn)模塊(kuài)，可(kě)自由(yóu)組合(hé)調用，實(shí)現(xiàn)多(duō)目標優化控(kòng)製。

（4）該係(xì)統硬件(jiàn)設備及(jí)軟件(jiàn)程序均(jūn)具有高(gāo)度的(dí)兼(jiān)容(róng)性(xìng)，支持(chí)各(gè)類(lèi)通信協(xié)議(yì)的端口及軟件(jiàn)程序(xù)，可(kě)實現(xiàn)對光(guāng)伏，風(fēng)電(diàn)，天然(rán)氣(qì)，電采(cǎi)暖(nuǎn)，電(diàn)儲(chǔ)能，熱儲(chǔ)能(néng)等(děng)各種能源形(xíng)式的(dí)管(guǎn)理。

5.1係統框架(jià)搭建

光(guāng)伏儲能直(zhí)流智能(néng)微(wēi)電(diàn)網監測係(xì)統采(cǎi)用(yòng)“雲(yún)-邊-端”協同(tóng)的能量管理(lǐ)係(xì)統架構，通(tōng)過(guò)“本地計算＋雲(yún)端優化(huà)”的協(xié)同方式(shì)，實現係統在(zài)綫(xiàn)優化升*，也降(jiàng)低(dī)了網絡(luò)通(tōng)信的(dí)依賴。係統架(jià)構(gòu)如(rú)圖1所示。

係統(tǒng)框架分(fēn)為配電(diàn)網調(tiáo)度層，微(wēi)電網(wǎng)集中控製(zhì)層，就地(dì)控製層。就(jiù)地控(kòng)製層(céng)包(bāo)括發電(diàn)電源(yuán)，儲(chǔ)能係統(tǒng)，負載及交(jiāo)直(zhí)流（DC/AC）控製(zhì)部分。微電網集中控(kòng)製層(céng)包括(kuò)控製*心，由(yóu)監測(cè)單元(yuán)和統(tǒng)計(jì)分(fēn)析組成(chéng)，監(jiān)測(cè)單元(yuán)按(àn)照監測對(duì)象不同包(bāo)含發(fā)電，儲能，負載(zǎi)3部分。發電監測其(qí)*點(diǎn)電(diàn)壓，電(diàn)流，功率(shuài)等(děng)參(cān)數；儲能(néng)監測內(nèi)容包(bāo)括(kuò)電壓(yā)，電流，功率及荷(hé)電狀(zhuàng)態等；負載(zǎi)監(jiān)測包括類型，功(gōng)率，用(yòng)電(diàn)量等(děng)；而統(tǒng)計(jì)分析利(lì)用多(duō)種展示形(xíng)式，分析各部(bù)分(fēn)的(dí)運行狀(zhuàng)態及(jí)決(jué)策處理。保護(hù)部分(fēn)分(fēn)別對儲能，電源，用戶進行(háng)保(bǎo)護，計量部分(fēn)通(tōng)過電(diàn)表進(jìn)行電費結算。配電網(wǎng)調(tiáo)度層(céng)有(yǒu)調度係(xì)統，根據統(tǒng)計分析(xī)結果進(jìn)行(háng)能(néng)源調度(dù)，實(shí)現能(néng)源(yuán)的優化利(lì)用(yòng)。

5.2軟硬(yìng)件(jiàn)設(shè)計(jì)

5.2.1儲(chǔ)能係統

儲(chǔ)能係統(tǒng)包(bāo)括(kuò)儲能(néng)蓄(xù)電池(chí)和逆變器兩(liǎng)部分(fēn)。儲(chǔ)能蓄電池可(kě)以(yǐ)是鉛(qiān)酸(suān)電池(chí)，磷酸(suān)鐵鋰(lǐ)電(diàn)池，飛(fēi)輪(lún)儲能(néng)係(xì)統；逆(nì)變器(qì)的作用是控(kòng)製(zhì)儲(chǔ)能部(bù)分，並進行交(jiāo)直流逆(nì)變。逆變(biàn)器(qì)有功率閉(bì)環運(yùn)行和電壓閉(bì)環運行(háng)兩(liǎng)種工(gōng)作方(fāng)式，分別在並網(wǎng)和(hé)離(lí)網兩(liǎng)種狀態下運行。逆變器(qì)直(zhí)流(liú)側電(diàn)壓(yā)為儲能(néng)係(xì)統工(gōng)作電(diàn)壓，交流(liú)側電壓常(cháng)用(yòng)380V或400V母(mǔ)綫(xiàn)電(diàn)壓。儲(chǔ)能(néng)係統還配(pèi)置了(liǎo)電池管(guǎn)理(lǐ)係統，用於實時檢測儲能(néng)單元的(dí)電壓，電流，溫度等參(cān)數(shù)，通過(guò)高精度剩餘(yú)電量及電池健(jiàn)康度(dù)估算，評估蓄(xù)電池(chí)的放點電流，並(bìng)上傳(chuán)監控參數。

5.2.2能量(liáng)管(guǎn)理係統

能量管理係統研究冷，熱，電，氣物理量的(dí)低耗電量(liáng)無綫傳輸(shū)技術以(yǐ)及(jí)模塊化組網(wǎng)通(tōng)信(xìn)技術，開(kāi)發嵌(qiàn)入式(shì)邊(biān)緣控(kòng)製器(qì)。主要功能為通信，數據采(cǎi)集(jí)，係統保(bǎo)護，以及智能化(huà)控製(zhì)和(hé)能(néng)量管理功能(néng)。

5.2.3微電網監(jiān)控管(guǎn)理(lǐ)係(xì)統(tǒng)

微電網(wǎng)監(jiān)控管(guǎn)理(lǐ)係統基(jī)於(yú)瀏(liú)覽器(qì)和服務(wù)器(qì)（B/S）架(jià)構(gòu)模(mó)式的(dí)能源(yuán)管理雲平(píng)台設計技(jì)術，除(chú)具(jù)備(bèi)數據采(cǎi)集與監(jiān)視(shì)控製（SCADA）係(xì)統(tǒng)的監(jiān)控，保護(hù)，數據存(cún)儲(chǔ)，事件(jiàn)記錄，人(rén)機交互等(děng)功能外，還(huán)具備智能化能量(liáng)管(guǎn)理(lǐ)功能。主(zhǔ)控係統具(jù)有(yǒu)高度(dù)兼容性和(hé)可擴展(zhǎn)性，可(kě)根(gēn)據(jù)不同的應(yīng)用(yòng)場景(jǐng)組成定(dìng)製化係統架構以及(jí)實現監控(kòng)保護功能。

5.3性能(néng)參(cān)數(shù)

係統具(jù)有(yǒu)高(gāo)度(dù)兼(jiān)容性和可擴(kuò)展性(xìng)，可根(gēn)據(jù)不同的應(yīng)用(yòng)場景組成定(dìng)製(zhì)化係統架構，並(bìng)提(tí)供(gōng)相應的控(kòng)製管(guǎn)理策略，以及監控保護(hù)功能。在此(cǐ)過程(chéng)中，不僅(jǐn)支持(chí)各(gè)類(lèi)能源之間(jiān)的(dí)調(tiáo)度和分配，同時(shí)考慮電(diàn)熱(rè)轉換(huàn)，電(diàn)冷轉換(huàn)等不同類型能(néng)源(yuán)形式之間(jiān)的交(jiāo)叉(chā)耦(ǒu)合利用。

係統主(zhǔ)要參(cān)數(shù)如表1所示(shì)。

表1 技(jì)術參數表

6.係(xì)統功能

6.1.實(shí)時監(jiān)測(cè)

係(xì)統人(rén)機(jī)界(jiè)麵友好，能(néng)夠顯示(shì)儲能櫃的(dí)運(yùn)行(háng)狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測PCS，BMS以及環(huán)境(jìng)參(cān)數信(xìn)息，如(rú)電(diàn)參量，溫度(dù)，濕度(dù)等。實時(shí)顯示有(yǒu)關故障，告警，收益等信息。

6.2.設備監控(kòng)

係(xì)統(tǒng)能夠(gòu)實時(shí)監(jiān)測PCS，BMS，電表，空調(tiáo)，消防，除(chú)濕(shī)機等(děng)設(shè)備的(dí)運(yùn)行狀(zhuàng)態及運行(háng)模式(shì)。

PCS監(jiān)控(kòng)：滿足儲(chǔ)能變(biàn)流器(qì)的參數(shù)與(yǔ)限(xiàn)值設置(zhì)；運(yùn)行(háng)模式(shì)設置(zhì)；實現(xiàn)儲能(néng)變(biàn)流器交直流側電(diàn)壓，電(diàn)流(liú)，功(gōng)率及(jí)充放(fàng)電量參數(shù)的(dí)采(cǎi)集(jí)與展(zhǎn)示(shì)；實現PCS通(tōng)訊(xùn)狀(zhuàng)態，啟停(tíng)狀態(tài)，開(kāi)關狀態，異常(cháng)告(gào)警(jǐng)等(děng)狀態監測(cè)。

BMS監控(kòng)：滿(mǎn)足電池管(guǎn)理係(xì)統的參數與(yǔ)限(xiàn)值設(shè)置(zhì)；實現儲能電池的(dí)電(diàn)芯，電池簇的溫度，電壓，電流(liú)的(dí)監測；實現電池(chí)充放電狀態(tài)，電(diàn)壓(yā)，電(diàn)流及溫度(dù)異(yì)常(cháng)狀態(tài)的(dí)告(gào)警。

空調(tiáo)監控：滿(mǎn)足(zú)環境溫度的(dí)監(jiān)測，可根(gēn)據(jù)設置(zhì)的閾值進行(háng)空調(tiáo)溫度(dù)的聯(lián)動調(tiáo)節(jié)，並實時監測空調的(dí)運行狀(zhuàng)態(tài)及溫濕度(dù)數(shù)據，以(yǐ)曲(qū)綫(xiàn)形(xíng)式(shì)進行展示。

UPS監(jiān)控(kòng)：滿足UPS的運行狀態(tài)及相(xiāng)關電參(cān)量監測。

6.3.曲綫報(bào)表

係(xì)統能夠對PCS充放電功率(shuài)曲綫(xiàn)，SOC變換曲綫，及電(diàn)壓，電(diàn)流，溫(wēn)度(dù)等(děng)歷史曲綫的查詢與展(zhǎn)示。

6.4.策(cè)略(lüè)配(pèi)置

滿足儲能(néng)係(xì)統設備參數的(dí)配(pèi)置(zhì)，電價參數與時(shí)段的設(shè)置，控(kòng)製(zhì)策(cè)略(lüè)的選擇。目前(qián)支持(chí)的控製策(cè)略包(bāo)含計劃曲(qū)綫(xiàn)，削峰(fēng)填(tián)穀(gǔ)，需(xū)量控製等。

6.5.實時(shí)報警

儲(chǔ)能能量管(guǎn)理係(xì)統具(jù)有實(shí)時(shí)告(gào)警功(gōng)能，係統能(néng)夠對(duì)儲能(néng)充放電(diàn)越限，溫度越(yuè)限，設備故(gù)障(zhàng)或通信故障等事件(jiàn)發出告(gào)警。

6.6.事(shì)件(jiàn)查(chá)詢統(tǒng)計

儲(chǔ)能能(néng)量管(guǎn)理係(xì)統能夠對(duì)遙(yáo)信變(biàn)位(wèi)，溫濕度，電(diàn)壓(yā)越限等事件記錄進(jìn)行存(cún)儲和管理(lǐ)，方便用戶對係(xì)統(tǒng)事件和(hé)報警(jǐng)進行歷史追(zhuī)溯，查詢(xún)統計(jì)，事故分(fēn)析(xī)。

6.7.遙(yáo)控操作(zuò)

可以(yǐ)通過(guò)每(měi)個設備下麵的(dí)紅色按鈕對PCS，風(fēng)機，除濕機，空調控(kòng)製(zhì)器，照明(míng)等設備(bèi)進行(háng)相(xiāng)應(yīng)的控(kòng)製，但是當(dāng)設(shè)備未通信上時(shí)，控製按鈕會(huì)顯示(shì)無效狀(zhuàng)態(tài)。

6.8.用戶權限管理(lǐ)

儲能能(néng)量管理係(xì)統(tǒng)為保(bǎo)障係(xì)統安全穩(wěn)定運行，設(shè)置了用(yòng)戶(hù)權限管(guǎn)理功能(néng)。通過用戶權限管(guǎn)理(lǐ)能夠防(fáng)止(zhǐ)未經授權的(dí)操(cāo)作(zuò)（如遙控(kòng)的操作(zuò)，數據庫(kù)修改(gǎi)等(děng)）。可(kě)以定義不同*別(bié)用(yòng)戶的登錄名，密(mì)碼(mǎ)及(jí)操(cāo)作權限(xiàn)，為係統運(yùn)行，維護，管(guǎn)理提(tí)供可(kě)靠(kào)的安(ān)全保(bǎo)障。

6.9儲能(néng)電表(biǎo)產(chǎn)品(pǐn)選型

7.結(jié)語(yǔ)

新(xīn)能源電(diàn)站(zhàn)並(bìng)網在實際(jì)運行的過程(chéng)中，儲能(néng) 技術(shù)在其中(zhōng)發(fā)揮著(zhuó)重(zhòng)要的作用和價值，為電(diàn)網係統(tǒng)運行的(dí)穩定性奠定了堅實(shí)的(dí)基礎，同時也(yě)可以從(cóng)根本(běn)上避免(miǎn)出(chū)現(xiàn)棄(qì)光的(dí)情況，提(tí)升(shēng)資(zī)源(yuán)的(dí)有效(xiào)利(lì)用(yòng)率。儲能技術(shù)越來越(yuè)成熟，其在實際運行的 過(guò)程中，實現了削峰填(tián)穀的(dí)目的(dí)，當(dāng)社會(huì)發(fā)展過(guò)程(chéng) 中出現突發狀況(kuàng)時，新能(néng)源電站可以為其(qí)提(tí)供(gōng)應電源(yuán)，保(bǎo)證(zhèng)整(zhěng)體輸(shū)供(gōng)電(diàn)的(dí)穩定性以(yǐ)及(jí)安全性(xìng)，並(bìng)優(yōu)化電網特點以及電力質量。

參考文獻

【1】許(xǔ)嘉(jiā)雯(wén).儲能技術(shù)在新能源發電技術中的(dí)應(yīng)用(yòng)研究

【2】何 葉.新(xīn)能源發(fā)電(diàn)側儲能技(jì)術創新(xīn)發(fā)展(zhǎn)研究(jiū)[J]．新(xīn)能源科技，2022（11）,27-29.

【3】安(ān)科瑞企業微(wēi)電網設(shè)計及應用手冊.2020.06版(bǎn)