关键词：储能技术；新能源；电网协调；电力系统
引言
储能是建设可再生能源高占比能源系统、推动能源绿色转型发展的重要装备基础和关键核心技术。储能的双向功率特性和灵活调节能力可以解决波动性可再生能源并网带来的系列问题，将电力生产和消费在时间上进行解耦，使传统实时平衡的“刚性”电力系统变得“柔性”，提高可再生能源系统的灵活性、稳定性和电网友好性，显著提升可再生能源的消纳水平。
1储能在新能源与电网协调发展中的重要作用
储能主要是指电能的储存。储能的目的主要有:在自然灾害、突发事故或者预防重要设备、系统断电停运等紧急情况下做备用电源,还可以根据城市、工业用电特征,针对性地在电网负荷低、电力消耗少的时候,使用特定储能技术储存电能;待电网负荷高的时候,和电网搭配向用户输出电力,从而对电网系统起到“削峰填谷”和“调频调相”的作用,达到减轻电网系统波动的目的。人类在长期发展的过程中,需合理应用储能发电技术平衡、发电、输电、配电和用电等多项内容，保证电网的安全灵活运行。目前新能源发展速度明显加快，这也对储能发展提出了更为严格的要求。结合电力系统发、输、配和用电特性和储能技术在多个环节的功效，能够明确储能技术在新能源及电网稳定发展的发电侧、大电网、配电网及用户侧的积极作用。
2新能源电力系统中的储能技术的应用
2.1电化学储能
化学储能与其他储能设备相比，机动性比较好，反应速度比较快，能量很高，循环效率也比较独特，所以在很多化学装置中都有很好的应用。当年我国化学储能装机同比增长80%以上，通过对重点领域的化学技术进行研发，对锂电池和铅炭电池等进行进一步应用，能够加强化学储能的应用性。但目前我国化学储能占比比较低，大部分技术还是国外公司垄断。目前，锂电池成本有效下降，增强了化学储能的商业潜力。
2.2物理储能
在新能源电力系统储能技术应用当中，物理储能技术是最为常见的一种方式。同时它往往要包括以下三大核心技术：抽水应用储能技术、空气压缩储能应用技术和飞轮应用储能应用技术。其中抽水应用储能技术主要是利用低势电位来进行电力能源的有效存储，此项技术是十分成熟的一种储能方法，具备着高功率低能耗的特点。此种技术在进行应用的时候，需要在河坝的上游和下游各自配备一个水库，在电力负荷不足的时候可以开启蓄能应用，保持电动机处于在良好的工作状态之下，能够更好地将下游水库当中的水进行抽出，从而能够对上游水库当中的水分进行充分的保存。如果负荷过大的情况之下利用此项储能技术，仍然会保持发电机一直处在良好的工作状态之下，在这种情况下主要利用上游水库进行不断的发电，在具体的应用过程当中，能够实现80%的能量做到有效的转换储存。而对于空气压缩储能技术，主要是利用在工业规模较大的行业当中进行用电储存，当整个的电网运行负荷不足的时候，电力能源能够对空气做到进一步的压缩，同时还可以将空气利用高压密封的形式做到进一步的储存。
2.3电磁储能
电磁储能主要包括超级电容器储能和超导磁储能,是功率型储能技术。首先，超级电容器。超级电容器具有循环效率高、充放电速度快、功率密度高、循环充放电次数多、工作温度范围广等优点。它主要应用于电力系统中,具有时间短、功率负荷平滑、峰值电能质量高等优点。其制约因素主要是能量密度低、自放电率较高、成本较高。其次，超导磁储能。超导磁储能是将通过变流器进入线圈的电能转换为磁能进行储存的一种储能技术,在进行转换电能时,功率输送无需进行能源的形式转换,其响应的速度为ms级,转换与循环的效率较高,具有较大的功率密度和比容量。
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3储能在新能源与电网协调发展的应用策略
3.1提升集中式可再生能源基地外送通道利用率
我国能源资源和用能负荷的逆向分布特点决定了西部北部仍然将是未来能源开发的重点。全国陆上风资源技术可开发量80%以上集中在“三北”地区，水能和太阳能源资源主要集中在西部地区，未来需继续集约化开发可再生能源基地并通过外送通道送至中东部地区消纳。目前我国已经投运的输送风电、光伏等新能源的特高压通道利用率普遍偏低，全年利用小时数大多不足4000h。未来考虑在集中式可再生能源基地配套储能，可平滑可再生能源出力波动性，缓解输电堵塞，在存在弃电的时段将电能存储起来，从而提升外送通道利用率、降低通道设计容量、降低可再生能源弃电率。
3.2加大跟踪力度，增强新能源并网能力
跟踪计划出力通常是指结合计划出力曲线，加强对储能充电与放电的控制，确保输出功率与计划出力差不超出规定的范围，让新能源发电功率可满足系统运行的要求，以增强电网的应用及新能源的并网能力。储能在跟踪计划出力能量调度和调整中，首先要合理应用新能源达到其发电的目的，确保能源发电充分满足发电负荷的基本需求。如有多余的能量，则可将其作为储能系统充电的重要能源来源。其次，新能源发电不能为系统运行提供充分的能源，而且储能系统电量较多，储能系统在这种状态下需不断放电，从而确保系统提供的总电量能够促进电网的平稳运行。最后，如计划出力曲线不在风电场和光伏电场的调控区间，则要以计划出力曲线为基础，调整风电电场及光伏电厂发电场输出功率。
3.3储能方面的能量流优化和能量调度技术
能源互联网在实际构建的过程中需要进行多种能源的融合，因此，能源具有多样化的特点，在实际的输入和输出过程中，能源互联网的配置相对复杂。另外，能源互联网在构建过程中，各种设备都是“即插即用”和故障情况下的“网络重构”，进而能源流的路径也较为多变，无形中也增加了能源互联网在设计和运行过程中的难度，这就需要对储能方面的能量流进行优化和调度。首先，技术人员需要设定系统能源的最低总费用下的消费目标；其次，对能源流的路径进行控制，完善设备的功能，实现各个周期时间内的联合优化。除此之外，技术人员还需要建立能源系统中的优化调度模型，在模型设计中调整储能的工作状态。
3.4完善在发展过程中的能源控制
很多的储能技术在研发的过程中需要投入大量的研究成本，所以一个储能技术能否在研发之后得到社会的广泛认可和应用其最为基本的限制因素就是储能技术的使用成本。有关部门对于当前储能技术的投资成本做出了比较详细的报告分析，最后发现在相同成本下经济效益比较高的几种技术主要为压缩空气技术和抽水蓄能技术。在大规模的生产背景下，这两种技术在保证工程质量的同时可以为使用者创造更高的经济效益，所以在不久的未来这两种方式将会得到更加广泛的应用。储能技术中最不经济的方式是电池储能技术，这种方式在使用的过程中，在完成相同工作量的情况下，造成的能源浪费是最高的。尽管科技在不断的发展，很多的科研人员也在尝试着将这种方式的生产成本降低到最小，但是实际的使用成本还是要高于其他的发电方式，在未来这种技术最终会被淘汰。
结语
综上所述，进一步了解我国新能源电力系统中的储能技术，加大应用与创新研发，使其稳定性和电能质量加强，解决其中存在的功率波动问题。通过多种方式完善储能技术在电力系统中的应用水平，从而促进电力系统大规模、科学化整体效益的提升。
参考文献
[1]陈钰慧.浅谈新能源电力系统中的储能技术[J].科技经济导刊,2018(1).
[2]吴钊.浅谈新能源电力系统中的储能技术[J].工业.2018.
[3]陈名玉.新能源电力系统中的储能技术研究[J].通讯世界(18).2019.
论文作者:卢阳
论文发表刊物:当代电力文化》2019年第19期
论文发表时间:2020/4/23
标签：储能论文; 技术论文; 新能源论文; 电网论文; 能源论文; 电力系统论文; 系统论文; 当代电力文化》2019年第19期论文;