基于儲(chǔ)能在新能源中的應(yīng)用研究

吳寧寧

摘要：本文主要針對儲(chǔ)能在新能源中的應(yīng)用進(jìn)行了深入的探討以及詳細(xì)的研究，同時(shí)筆者結(jié)合自身多年實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，針對儲(chǔ)能在新能源中的應(yīng)用給予了具有建設(shè)性的意見和建議，希望能夠通過分析儲(chǔ)能在風(fēng)能和太陽能發(fā)電中的常用應(yīng)用特點(diǎn)從而為儲(chǔ)能技術(shù)在風(fēng)能以及太陽能發(fā)電中的應(yīng)用做出貢獻(xiàn)，為同行業(yè)工作者帶來有效的參考。

關(guān)鍵詞：儲(chǔ)能;新能源;風(fēng)能;太陽能

1、儲(chǔ)能的應(yīng)用場景

儲(chǔ)能的應(yīng)用場景根據(jù)電能生成的不同可以大致分為容量型、能量型、功率型以及備用型4種基本類型。

1.1容量型儲(chǔ)能場景

通常情況下削峰填谷和離網(wǎng)儲(chǔ) 能場景中連續(xù)儲(chǔ)能的時(shí)間長度必須要保持在4 h以上。其中容量形儲(chǔ)能技術(shù)涵蓋了抽水儲(chǔ)能、壓縮空氣、儲(chǔ)熱蓄冷、鈉硫電池、液流電池等。

1.2功率型儲(chǔ)能場景

基本上功率型儲(chǔ)能場景其連續(xù)儲(chǔ)能到時(shí)間會(huì)保持在15～30min。在條屏和平滑功率波動(dòng)場景中儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠在最短的時(shí)間內(nèi)吸收或者釋放能量，支持功率的快速變化。功率型儲(chǔ)能技術(shù)在其實(shí)際應(yīng)用的過程當(dāng)中涵蓋了超導(dǎo)儲(chǔ)能、飛輪儲(chǔ)能、超級電容器、碳酸鋰電池等內(nèi)容。

1.3能量型儲(chǔ)能場景

能量型儲(chǔ)能場景是介于容量型以及功率型之間的一種儲(chǔ)能場景。通常情況下，能量型儲(chǔ)能場景必須要要求連續(xù)儲(chǔ)能時(shí)間保持在一小時(shí)到兩小時(shí)之間。能量型儲(chǔ)能場景能夠有效地實(shí)現(xiàn)調(diào)峰調(diào)頻以及緊急備用等復(fù)合應(yīng)用場景。例如，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能0.5c或1 c型磷酸鐵鋰電池獨(dú)立儲(chǔ)能電站。

2、儲(chǔ)能的應(yīng)用方式

如能針對風(fēng)電場的應(yīng)用方式可以劃分為集中式以及分散式兩種。儲(chǔ)能在光伏電站的應(yīng)用方式涵蓋了直流側(cè)和交流側(cè)安裝儲(chǔ)能設(shè)施。

2.1風(fēng)電場分散式應(yīng)用方式

在風(fēng)電機(jī)組輸出交流測并聯(lián)儲(chǔ)能裝置能夠與風(fēng)電機(jī)組共用箱變，從而有效的達(dá)到減少棄風(fēng)的效果，同時(shí)還可以利用儲(chǔ)能裝置為電網(wǎng)提供調(diào)頻輔助服務(wù)。其系統(tǒng)拓?fù)鋱D如下圖1所示：

風(fēng)電機(jī)組直流側(cè)并聯(lián)儲(chǔ)能裝置機(jī)組能夠有效地參與到一次調(diào)頻功能服務(wù)中，同時(shí)還可以進(jìn)一步的加強(qiáng)機(jī)組的低壓高壓穿越能力。這種方法與超速減載運(yùn)行控制法和轉(zhuǎn)子慣量以及預(yù)留備用容量參與一次調(diào)頻相比較而言進(jìn)一步的增加儲(chǔ)能裝置的風(fēng)電機(jī)組，能夠始終運(yùn)行在MPPT模式。下圖二為直流側(cè)分散式系統(tǒng)拓?fù)鋱D：

2.2風(fēng)電場集中式應(yīng)用方式

如果在風(fēng)電場35kv交流側(cè)并連儲(chǔ)能裝置，那么在這種情況之下，風(fēng)電場就可以借助儲(chǔ)能系統(tǒng)從而對發(fā)電量進(jìn)行削峰平谷，同時(shí)還可以參與到電網(wǎng)調(diào)頻輔助服務(wù)中。除此之外，在風(fēng)電場35kv交流側(cè)并連儲(chǔ)能裝置能夠有效地解決轉(zhuǎn)子慣量方式，參與一次調(diào)頻時(shí)在轉(zhuǎn)速恢復(fù)過程當(dāng)中所產(chǎn)生的頻率二次跌落問題。

2.3光伏電站儲(chǔ)能應(yīng)用方式

如果在光伏電站添加儲(chǔ)能裝置光伏電站可以借助儲(chǔ)能系統(tǒng)充放電解決棄光問題。除此之外，還可以有效地實(shí)現(xiàn)平滑功率波動(dòng)以及削峰平谷。同時(shí)還能夠有效地參與電網(wǎng)調(diào)頻輔助服務(wù)。在這一過程當(dāng)中，交流側(cè)以及直流側(cè)都需要增加儲(chǔ)能設(shè)備。保留側(cè)沖的拓?fù)鋱D中涵蓋了光伏列陣、控制系統(tǒng)、能量型儲(chǔ)能系統(tǒng)、功能性儲(chǔ)能系統(tǒng)。35k v母線在直流側(cè)添加儲(chǔ)能設(shè)備能夠進(jìn)一步地解決儲(chǔ)能系統(tǒng)和光伏電站之間的接入匹配問題。直流側(cè)增加儲(chǔ)能設(shè)備與交流側(cè)增加儲(chǔ)能設(shè)備相比較而言有著更大的優(yōu)勢。一方面它可以利用原系統(tǒng)的逆變設(shè)備和電纜線路從而有效地減少企業(yè)在占地方面以及物資方面和資金投入;另外一方面直流側(cè)增加儲(chǔ)能設(shè)備在光伏電站出現(xiàn)容量方面沒有發(fā)生變化，從而大幅度地減少了相關(guān)審批手續(xù)的報(bào)備以及申請問題，同時(shí)在操作過程當(dāng)中也更為便捷。

3、總結(jié)與展望

現(xiàn)階段情況下，我國儲(chǔ)能行業(yè)與國外其他發(fā)達(dá)國家相比較而言仍然處于發(fā)展階段。針對儲(chǔ)能行業(yè)中相關(guān)的政策法規(guī)還需要得到進(jìn)一步的完善與優(yōu)化。儲(chǔ)能行業(yè)必須要確保電網(wǎng)的安全運(yùn)行，并且在此基礎(chǔ)之上，電網(wǎng)公司或者地方電網(wǎng)必須要要求新能源發(fā)電端預(yù)留備用容量用于電網(wǎng)一次調(diào)頻。同時(shí)，儲(chǔ)能行業(yè)還需要解決好商業(yè)化模式，打破一方投資多方受益的行業(yè)怪圈現(xiàn)象。除此之外，儲(chǔ)能行業(yè)還應(yīng)該建立健全儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)體系從而進(jìn)一步的促進(jìn)該行業(yè)能夠在一個(gè)健康有序的環(huán)境中不斷發(fā)展與壯大，進(jìn)一步的提升全行業(yè)的盈利能力。為我國電力行業(yè)的不斷發(fā)展與提升打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)，同時(shí)也提供源源不足的動(dòng)力。

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