新能源接入下电力储能系统容量均衡分配方法

新能源接入下电力储能系统容量均衡分配方法

马英杰

杭州理维科技有限公司 浙江 杭州 310016

摘要：在电力供应体系中发展新能源，有利于推动我国能源转型，以便更好地应对全球气候变化。规划工作关系到新能源发展的有序性，在对新能源进行规划时，需要合理地分析新能源的使用特点，保障新能源发电项目顺利实施。基于此，本文将深入探讨新能源接入下电力储能系统容量均衡分配方法与储能配置方法，以期对电力工程领域建设有所帮助，同时推动储能技术进一步创新发展。

关键词：新能源；电力储能；容量均衡；分配方法

引言

双碳目标不仅仅是为解决能源问题和环境问题而提出的重大举措，还是促使产业转型、促进我国能源结构升级、实现经济高质量发展的重要战略决策，而储能则是双碳目标实现的重要支撑。因此，双碳背景下分析储能技术在电力系统中的作用与优势，对储能发展潜力进行预测，探究我国储能业的发展路径具有重要现实意义。

1新能源电力系统中储能技术的重要性

1.1储能技术的不可替代性

以光伏发电为例，光伏发电作为一种依赖太阳辐射的可再生能源，具有昼夜变化、天气影响等间歇性特点。太阳能的不稳定性使得光伏发电系统在供电过程中难以保持恒定的电力输出，不可预测性和不稳定性给电力系统的运行带来了挑战。储能技术通过将光伏发电系统产生的电能储存起来，实现太阳能不可用时的电力输出，储能系统能够平滑太阳能的波动，提供稳定的电能输出，从而弥补光伏发电系统的间歇性，使电力系统更为可靠。储能技术有效解决了新能源发电的断续性问题，提高了新能源的利用效率。光伏发电系统通过与储能系统协同工作，使得太阳能的产能得到更充分的发挥，不仅提高了电力系统的整体效益，同时降低了对传统能源的依赖。

1.2推动清洁能源发展

全球范围内对温室气体排放的担忧以及对可再生能源的需求，推动了清洁能源的快速发展，光伏发电作为清洁能源的代表之一被广泛应用。但是光伏发电系统的间歇性给清洁能源的大规模应用带来了制约，储能技术的引入为清洁能源消纳提供了可行性和灵活性，通过将光伏发电系统产生的电能储存，储能技术能够在光伏系统输出波动时弥补电力缺口，实现清洁能源的平稳输出。这不仅有助于提高清洁能源在电力系统中的比例，也促使其更好地融入主流电力系统。新能源电力系统中储能技术的应用，减轻了清洁能源的波动性，使得清洁能源在能源市场中更具竞争力，有利于清洁能源的市场拓展，并推动清洁能源技术的不断创新与进步。

2储能技术在电力系统中的作用与优势

2.1使电力得以储存

储能技术可以将电力转换成其他形式，以便在需要时供应给电力系统和终端用户。电池能够将电能转化为化学能并进行储存，超级电容器能够将电能存储在电场中，并在需要时释放这些电荷，从而将电能转换为其他形式，比如机械能。储能技术提供了一种可靠的储备能源，以便在需要时快速、可靠地提供电能。在高峰期和紧急情况下，储能技术可以提供迅速响应，并确保电力系统的稳定，还可以最大限度地利用可再生能源，减少对传统能源的依赖。

2.2使能源便于调控

储能技术使能源调节变得更加容易。通过将电能存储在储能器中，可以在需要时快速调节能源的供应量。储能技术可以在日间低谷期间储存电力，在高峰期间释放电力，从而平衡电力系统的负载。它还可以将清洁能源的产生与电力需求之间的差距进行调节。当风力发电机、太阳能电池板等清洁能源产生过剩电量时，储能技术可以将剩余电量存储到电池或超级电容器中，以便在需要时供应给电力系统和终端用户。

3新能源接入下电力储能系统容量均衡分配方法与储能配置方法

3.1设计新能源接入下电力储能系统的结构

目前，国内、外对储能系统进行了大量研究，并已将新能源接入电力系统，以其抑制风电发电波动，提高电能质量，达到削峰填谷的目的。对具有高渗透率的独立电网储能系统的容量进行合理分配并保证其正常运营，是制约我国风电消纳发展的重要因素。研究以电力为主、新能源接入电网中存储容量的均衡分配，对电力市场的竞价和经济运行具有十分重要的意义。考虑储能系统分散安装占地规划困难、协调控制复杂其安装成本较高，本文研究的新能源电力储能电网结构采取了集中安装的方式，包括发电机和储能系统。集中安装的电网结构不仅可以减少储能系统的占地面积，还可以简化协调控制，降低安装和维护成本。此外，集中安装的储能系统可以更方便地进行统一管理和调度，提高整个电网的运行效率和稳定性。在一个新能源接入的电网中，为了更好地利用资源和提高效率，发电机组被集中布设在一个区域。这种集中布局不仅便于管理和维护，还能提高能源利用率。在该布局中，多个风机被整合在一起，通过升压变压器与输电线相连。升压变压器的作用是将风电产生的较低电压升至适合长距离传输的高度，以减少传输过程中的能量损失。高压输电线再将电能传输到用户端，该过程称为“高压输电”。这种输电方式能够大幅减少线路损耗，提高输电效率。到达用户端后，电能经过降压变压器，将高压电降至适合家庭或工业使用的电压。这样，电能就可以安全、稳定地供应给用户。此外，为了进一步提高电网的稳定性和可靠性，储能系统被设置在用户侧。储能系统的作用是储存多余的电能，并在电力需求高峰或线路故障时释放这些储存的电能。该设置方式可有效避免由线路故障等原因造成的电源完全关闭问题。同时，储能系统还可以在用电高峰期提供额外的电力支持，缓解电力供应压力，即储能系统可以平抑可再生能源发电的波动性，提高电网的稳定性。当风力发电或其他新能源发电形式的产出不稳定时，储能系统可以迅速响应，补充或替代发电不足的部分，保证电力供应的连续性和稳定性。

3.2基于提高电压稳定性的储能配置

风能具有间歇性特征，很难精准性地预测风速，这就造成了风力发电系统供电不稳定、持续不断。分布式供电方式分散式地加入配电网络中，给电力系统带来了很大的困难。当风电场的功率很大的时候，其传输线上的无功损失就会增大，从而对当地电网的稳定产生不利的作用。当前风电场在对无功功率进行补偿的过程中利用静止无功补偿器的作用，可以进一步稳定并网点的电压，但无法利用静止无功补偿方式对风电场输出功率进行控制。通过储能可以对电网有功功率和无功功率等需求给予协调控制，保障并网风电场运行的可靠性，避免产生安全问题。

3.3基于参与电网调频的储能配置

随着新能源的大规模并网，常规单元的调节能力受到了制约，必须充分发挥其对电网的迅速响应，调节电网的频率，以免造成机组部件的过度损耗，并对系统的后备容量进行补偿，从而保证总体的电力品质。需要利用储能对一次调频机组动作起到辅助作用，需要机组母线部位安装储能装置，这样有利于便利性地调整出力。在收到工作命令后，要比较存储单元的启动时刻与一次频率单元的操作情况，以保证频率调节的科学性。

4 结束语

在新能源大规模并入电网的背景下，储能技术的应用愈发重要，成为影响新能源电网运行的关键因素。但是当前储能技术依然不够成熟，还存在着一些技术瓶颈和限制，所以需要不断创新储能技术，使其能够更好地满足新能源电网运行需求，进而推动我国电力事业发展。

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