左素霞

摘?要： 電網(wǎng)在整個(gè)運(yùn)行過程中，用戶在不同時(shí)段對(duì)電能需求量是不同的。根據(jù)不同的用電需求，及時(shí)補(bǔ)充或削減電量是現(xiàn)有電力系統(tǒng)調(diào)峰的重要調(diào)節(jié)措施。傳統(tǒng)的電量調(diào)節(jié)主要依靠減少或增加供給側(cè)發(fā)電量來滿足用電需求。此種方法，對(duì)于供給側(cè)的發(fā)電機(jī)組而言會(huì)帶來較大損害?；诖?，本文提出了利用儲(chǔ)能技術(shù)以儲(chǔ)能電站的方式來參與電力系統(tǒng)調(diào)峰的新措施。該儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用，可以有效改善發(fā)電機(jī)組不正常運(yùn)行的態(tài)勢(shì)，進(jìn)而保障整個(gè)電網(wǎng)的長時(shí)間穩(wěn)定運(yùn)行。

關(guān)鍵詞： 電網(wǎng);電能需求;電力系統(tǒng)調(diào)峰;儲(chǔ)能技術(shù)

【中圖分類號(hào)】TM711?????【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A?????【文章編號(hào)】1674-3733（2020）23-0159-01

引言：目前我國對(duì)于可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略部署的發(fā)展理念高度重視，環(huán)境與能源的發(fā)展問題也成為社會(huì)關(guān)注的重點(diǎn)，在很多的行業(yè)領(lǐng)域中由于受環(huán)境保護(hù)與節(jié)約能源發(fā)展模式的影響，加大相關(guān)企業(yè)清潔能源與新能源研究的力度與應(yīng)用水平，從而提高企業(yè)的發(fā)展效率同時(shí)起到環(huán)境保護(hù)的效果。近些年，我國的環(huán)境問題不斷的出現(xiàn)，人們對(duì)于環(huán)境的破壞以及資源的浪費(fèi)問題引起社會(huì)的高度關(guān)注。

1?儲(chǔ)能技術(shù)簡介

儲(chǔ)能是指將能量從一種形式轉(zhuǎn)換為另一種形式后進(jìn)行的能量存儲(chǔ)。例如，使用電能參與氫氣的制取，將電能轉(zhuǎn)換為氫能源后實(shí)現(xiàn)了能量的存儲(chǔ)，在有一定需求時(shí)，再將氫能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，這就是儲(chǔ)能的一種具體表現(xiàn)。目前儲(chǔ)能技術(shù)主要包括兩種方式，一種是機(jī)械儲(chǔ)能，另一種是電磁儲(chǔ)能。機(jī)械儲(chǔ)能主要包括抽水儲(chǔ)能與壓縮氣體兩種形式。抽水儲(chǔ)能主要是在水力發(fā)電中，將過剩的電能帶動(dòng)相應(yīng)水泵動(dòng)作，將水從低處運(yùn)往高處，待電能不足的情況下，開啟水閘，利用水的重力勢(shì)能將機(jī)械能再轉(zhuǎn)化為電能。壓縮空氣儲(chǔ)能也是利用多余電能，將電能轉(zhuǎn)化為相應(yīng)的機(jī)械能，對(duì)氣體進(jìn)行壓縮。在電能供應(yīng)不足情況下，釋放壓縮氣體帶動(dòng)汽輪機(jī)進(jìn)行發(fā)電。電磁儲(chǔ)能主要利用儲(chǔ)能電子設(shè)備進(jìn)行電能的存儲(chǔ)，主要包括電池儲(chǔ)能技術(shù)與電容儲(chǔ)能技術(shù)兩種。電池儲(chǔ)能技術(shù)主要使用的是鉛酸電池、鋰電子電池等電子元器件將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能，實(shí)現(xiàn)電池的充電過程，在停電或者電力供應(yīng)不上時(shí)，利用電池對(duì)外進(jìn)行供電，滿足緊急用電的需求。電容充電的本質(zhì)與電池充電的類似，都是將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的一種表現(xiàn)形式。儲(chǔ)能技術(shù)的日益豐富，也為電力系統(tǒng)的平穩(wěn)運(yùn)行提供了強(qiáng)有力的保障。

2?儲(chǔ)能應(yīng)用現(xiàn)狀

2.1?電源測和用戶側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著全球新能源產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，我國已成為儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展的領(lǐng)軍國家，在推動(dòng)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展的進(jìn)程中發(fā)揮了重要作用，尤其是在電化學(xué)儲(chǔ)能方面。依據(jù)儲(chǔ)能應(yīng)用場景的不同，可以分為電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能、電源測儲(chǔ)能以及用戶側(cè)儲(chǔ)能。儲(chǔ)能在發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用集中在輔助動(dòng)態(tài)運(yùn)行和取代或延緩新建機(jī)組，主要憑借儲(chǔ)能技術(shù)的快速響應(yīng)能力來提高輔助動(dòng)態(tài)運(yùn)行時(shí)的火電機(jī)組的效率，并減少碳排放以及設(shè)備維護(hù)和更換的費(fèi)用，以避免動(dòng)態(tài)運(yùn)行對(duì)機(jī)組壽命的損害，同時(shí)降低或延緩對(duì)新建發(fā)電機(jī)組容量的需求。而用戶側(cè)儲(chǔ)能主要應(yīng)用于用戶分時(shí)電價(jià)管理、容量管理以及電能質(zhì)量調(diào)節(jié)等方面，是幫助電力用戶實(shí)現(xiàn)分時(shí)段電價(jià)管理的主要手段。用戶在電價(jià)較低時(shí)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)充電，在高電價(jià)時(shí)放電。用戶在自身用電負(fù)荷較低的時(shí)段對(duì)儲(chǔ)能設(shè)備充電，在高負(fù)荷時(shí)，利用儲(chǔ)能設(shè)備放電，從而降低自己的最高負(fù)荷，達(dá)到減低容量費(fèi)用的目的，提高供電質(zhì)量和可靠性。電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在電源側(cè)和用戶側(cè)已實(shí)現(xiàn)大規(guī)模應(yīng)用。

2.2?電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能應(yīng)用現(xiàn)狀

電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能區(qū)別于電源側(cè)和用戶側(cè)，是應(yīng)用于輸配電領(lǐng)域的儲(chǔ)能類型。作為電網(wǎng)中優(yōu)質(zhì)的有功無功調(diào)節(jié)電源，它的主要功能是有效提高電網(wǎng)安全運(yùn)行水平，實(shí)現(xiàn)電能在時(shí)間和空間上的負(fù)荷匹配，增強(qiáng)可再生能源消納能力，在電網(wǎng)系統(tǒng)備用、緩解高峰負(fù)荷供電壓力和調(diào)峰調(diào)頻方面意義重大。已有學(xué)者對(duì)儲(chǔ)能在電源側(cè)和用戶側(cè)的優(yōu)化配置方法進(jìn)行了深入研究，但電網(wǎng)側(cè)電化學(xué)儲(chǔ)能的研究和應(yīng)用較少，尚處于初步發(fā)展階段。不同于源、荷側(cè)僅解決相關(guān)應(yīng)用場景下的容量配置問題，電網(wǎng)側(cè)儲(chǔ)能的應(yīng)用需結(jié)合區(qū)域電網(wǎng)的特性與儲(chǔ)能多功能應(yīng)用需求。

3?當(dāng)前儲(chǔ)能系統(tǒng)優(yōu)化配置和控制的有效策略

3.1?系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)分析

目前我國通過對(duì)多種儲(chǔ)能技術(shù)的研究分析，實(shí)現(xiàn)了電力系統(tǒng)運(yùn)行效率的提高。多種儲(chǔ)能技術(shù)不僅可以促進(jìn)大體積、功率較高和密度較高的系統(tǒng)進(jìn)行綜合并網(wǎng)處理，還可以控制整個(gè)儲(chǔ)存單元的高密度。因此該技術(shù)在很多的電力系統(tǒng)中被廣泛地使用。同時(shí)，還要對(duì)超級(jí)電容裝置實(shí)施高效的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)改善電能質(zhì)量的目的，保證風(fēng)電場功率在提高的基礎(chǔ)上，調(diào)整太陽能的電廠生產(chǎn)功率。另外，在環(huán)路設(shè)計(jì)的技術(shù)下，電能質(zhì)量的合理控制還可以結(jié)合光伏發(fā)電系統(tǒng)的有效支持，然后保證混合儲(chǔ)能系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定性。再對(duì)功率進(jìn)行定型分析，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)在固定的使用年限內(nèi)電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的優(yōu)化處理[3]。

3.2?儲(chǔ)能吸引要確保優(yōu)化的配置

針對(duì)于我國當(dāng)前的儲(chǔ)能系統(tǒng)來講，在實(shí)現(xiàn)優(yōu)化配置的過程中還要注重高質(zhì)量以及電能的穩(wěn)定性，從而提高整個(gè)功率在波動(dòng)的過程中保持平穩(wěn)性，然后充分的結(jié)合經(jīng)濟(jì)與技術(shù)的要求，實(shí)現(xiàn)內(nèi)部容量的不斷提高。為電能的儲(chǔ)存提供很大的幫助。在新能源的開發(fā)過程中還要結(jié)合運(yùn)行的特點(diǎn)，實(shí)施曲線的分析，完善電力系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。最終新能源的電力系統(tǒng)中更加的科學(xué)與完善。

3.3?儲(chǔ)能技術(shù)在低壓電力系統(tǒng)中的應(yīng)用

在電力系統(tǒng)中，將1kv以下，稱為低壓。在低壓電力系統(tǒng)中，常見的儲(chǔ)能方式為電池儲(chǔ)能。隨著國家大力鼓勵(lì)新能源汽車的發(fā)展，新能源汽車數(shù)量呈現(xiàn)井噴式增長。對(duì)于很多新能源車主而言，很多都會(huì)選擇晚上進(jìn)行充電，在一定程度上提升了晚間的電力系統(tǒng)的用電量，有利于電網(wǎng)的“填谷”。此外，在某些地區(qū)是不能夠斷電的。比如醫(yī)院、軍事單位、火車站等地區(qū)。此類地區(qū)一旦發(fā)生斷電行為，必須能夠緊急啟動(dòng)備用電源來滿足用電需求。此時(shí)，儲(chǔ)能電池在停電之后迅速放電，恢復(fù)這些區(qū)域的供電。

結(jié)語：未來綜合能源系統(tǒng)中儲(chǔ)能技術(shù)應(yīng)用層面仍有許多關(guān)鍵性技術(shù)問題有待解決，例如合理規(guī)劃不同調(diào)度周期的儲(chǔ)能系統(tǒng)之間的調(diào)度方式以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)性最優(yōu)、多元儲(chǔ)能技術(shù)的規(guī)劃優(yōu)化[47]、調(diào)度策略模型以及可靠性評(píng)估研究以及含儲(chǔ)能的綜合能源系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)能量流優(yōu)化與動(dòng)態(tài)能量管理問題等。這些問題將直接影響區(qū)域綜合能源系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性與穩(wěn)定性。

參考文獻(xiàn)

[1]?王偉亮，王丹，賈宏杰，等.能源互聯(lián)網(wǎng)背景下的典型區(qū)域綜合能源系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析研究綜述[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2016，36（12）：3292-3306.

[2]?國家電網(wǎng)有限公司.泛在電力物聯(lián)網(wǎng)白皮書2019[R].北京：國家電網(wǎng)有限公司，2009.