雙碳目標(biāo)下儲能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用

碳達峰、碳中和戰(zhàn)略背景下,以新能源為主體的新型電力系統(tǒng)發(fā)展迅猛,儲能系統(tǒng)對高比例新能源可靠并網(wǎng)及高效消納的作用顯著。面對新能源發(fā)電及用戶用電的源荷波動性,儲能系統(tǒng)因可孤島運行、調(diào)節(jié)速率快、配置方式靈活等優(yōu)點,助力電網(wǎng)調(diào)峰、調(diào)頻、調(diào)壓能力提升,保障電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行。此外,在新的市場及相關(guān)激勵機制下,充分發(fā)揮儲能系統(tǒng)峰谷價差套利等優(yōu)勢,可實現(xiàn)負(fù)荷削峰填谷,降低用電成本。儲能系統(tǒng)與新能源發(fā)電、電力系統(tǒng)、需求側(cè)響應(yīng)的協(xié)調(diào)配合是實現(xiàn)雙碳目標(biāo)的必由之路,而與之相關(guān)的儲能系統(tǒng)性能優(yōu)化、參與電網(wǎng)調(diào)控、運行特性評估、工程應(yīng)用等難題亟待解決。

為展示雙碳目標(biāo)下儲能系統(tǒng)領(lǐng)域的最新成果以及相關(guān)新技術(shù)、新應(yīng)用,《電力工程技術(shù)》編輯部策劃組織了本期“雙碳目標(biāo)下儲能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”專題,本人有幸受邀擔(dān)任該專題主編。專題收到來自高等院校、科研院所、設(shè)備廠家的大量來稿,經(jīng)同行評議、專家評定,最終選出6篇論文組成專題。在儲能系統(tǒng)性能優(yōu)化方面,南京航空航天大學(xué)芮麗瑩等提出恒流充電模式下超級電容器雙重均壓方法,實現(xiàn)超級電容器單體電壓動態(tài)均衡,防止超級電容器模塊出現(xiàn)過充等安全問題；南京航空航天大學(xué)劉軒等建立超級電容儲能模塊的等效可變漏電阻模型,并分析該模塊的自放電過程,為低功耗自供電設(shè)備的電源管理單元設(shè)計及功耗測量等奠定基礎(chǔ)。在儲能系統(tǒng)參與電網(wǎng)調(diào)控及工程應(yīng)用方面,南瑞集團孫誠斌等闡述儲能在電網(wǎng)低頻第三道防線中的功能定位,以頻率恢復(fù)效果和控制代價為綜合優(yōu)化目標(biāo),提出適應(yīng)多運行方式和故障場景的儲能系統(tǒng)參與低頻校正控制的整定方法；國網(wǎng)鎮(zhèn)江電力公司陳兵等針對規(guī)?；瘍δ茈娬窘尤氲碾娋W(wǎng)分區(qū),利用聚合分析算法,從電力和電量兩個維度分析多儲能電站的充放電能力,為調(diào)度主站端儲能電站集群快速功率控制、負(fù)荷趨勢跟蹤提供決策依據(jù)。在儲能系統(tǒng)運行特性評估方面,南京師范大學(xué)雷長炎等引入運行可行域概念,通過集中式儲能的電量和功率邊界分析其備用能力,提出在給定發(fā)(用)電計劃下計算集中式儲能運行備用能力的新方法；南京理工大學(xué)唐傳雨等提出基于雙擴展卡爾曼濾波的儲能電池系統(tǒng)荷電狀態(tài)估計方法,具有較快的收斂速度和較高的估計精度。

本專題旨在展示雙碳目標(biāo)下儲能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用方面的最新研究成果和進展,由于專題論文數(shù)量限制以及發(fā)表時間安排,很多有價值的論文未能在專題中收錄,希望能夠得到所有作者和廣大讀者的理解。

在此感謝有關(guān)專家學(xué)者對本專題的大力支持,感謝《電力工程技術(shù)》編輯部為本專題策劃、組織和出版所做的大量細致的工作,最后衷心希望本專題能夠為相關(guān)領(lǐng)域的專家學(xué)者提供交流平臺,為雙碳目標(biāo)下儲能系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究及新型電力系統(tǒng)建設(shè)提供有益參考。

2021年5月于北方工業(yè)大學(xué)