储能技术在新能源电力系统中的应用分析

摘要：为提高我国新能源电力系统的运行效率，文章针对新能源电力系统中的储能技术应用进行了研究。储能技术能够优化电网运行配置、调节电力系统的运行、提供应急电源保障，其对新能源电力系统的建设具有重要意义。在选择与应用储能技术时，应准确把握不同储能技术的特点与局限性，根据新能源电力系统的使用需求，灵活进行选择。

关键词：储能技术；新能源电力系统；应用

中图分类号：TM61文献标识码：A

引言

随着“双碳”目标的提出，新型电力系统作为传统电力体系的进阶形态，正逐步成为能源领域的研究热点。该系统以新能源为核心供给，依托数字智能电网，强化源网荷储互动，旨在推动能源绿色低碳转型。新能源的间歇性、波动性等特点，要求智能配电网具备更高的灵活性和调节能力。因此，加强智能配电网的智能化建设，优化新能源并网技术与管理措施，成为应对这些挑战、保障电力系统安全稳定运行的关键。

1、新型电力系统下储能作用

在新的电力系统中，由于风能、太阳能等新能源的不稳定性和季节性，可以利用储能技术来储存多余的电力，在需要时释放出来，平衡电力供需，提高电力系统的稳定性和可靠性。储能技术可以在电力需求高峰时段释放电能，在需求低谷时段储存电能，帮助平滑电力负荷曲线，减少系统的峰谷差价，降低电力成本。储能技术能够快速响应电力需求变化，具有较短的响应时间，可提高电力系统的灵活性，有助于应对突发的负载波动和故障，确保电力系统的稳定运行。储能技术可以通过提供快速的电力稳定性控制，减少电力系统中的频率波动和电压波动，改善电力系统的质量和稳定性。储能技术可以帮助克服新能源的间歇性和波动性，提高其利用率，促进新能源的大规模接入和整合。储能技术可以作为备用电源，在电力系统遇到故障或灾难时提供紧急零排放的电力支持，增强电力系统的抗干扰能力和韧性。

2、新能源电力系统中的储能技术

2.1、控制储能

新能源电力系统中分布着众多储能子系统，内部组成复杂，运行方式多样化，对控制工作提出了高精度要求。若运行期间控制策略存在偏差，储能过程的可控性将受到较大影响，严重时甚至会出现储能单元损坏的问题，直接影响新能源电力系统运行的稳定性。因此，在新能源电力系统运行期间，控制储能技术的应用要求相关人员以电池和超级电容器等作为主要控制对象，科学分析储能结构、方式以及充放电需求等因素的影响，确保最终的控制方案能对整个系统以及单一储能单元发挥作用。从蓄电池的控制方案层面来看，相关人员需在模式控制切换过程中以电池荷电状态为核心，并引入实际功率参考信号作为决策辅助指标。在储能系统正常运转的过程中，附近环境存在着数量较多的不确定因素，对于检测信号的上传和下达都会产生一定的影响，这必然会带来信号传输失真的问题。因此，相关人员需要建立反馈确认机制，在完成储能单元的控制模式切换工作后，将反馈信号第一时间发送至后台。如果系统后台未能在规定的时间内接收到反馈信号或信号内容与实际控制内容存在偏差，则需要向工作人员发送警报，由相关工作人员及时处理。

2.2、电磁储能技术

电磁储能技术是利用电磁场存储或释放能量的技术，包括超级电容器和超导磁储能系统。超级电容器利用电场和电荷的储存来储存能量，具有快速充放电、长周期寿命、高能量密度等优点，适用于短时高功率需求的场景，如常见的电动车辆的动力输出或电网的频率调节。超导磁能储存系统是利用超导体的零电阻特性与磁场的存储能量来实现高效储能，将电流通过超导线圈形成磁场，将能量存储在磁场中，释放能量时，磁场的能量转化为电能。其优点是高效率、长周期寿命且大容量，适用于大规模能量储存或输送的场景，如电网的储能或恒定功率的输出。电磁储能技术具有高效、环保且可靠的特点，能满足不同场景的能量存储需求，然而，其也存在一些挑战和限制，如超级电容器的能量密度相对较低、超导磁能储存系统的制冷需求或成本较高等[1]。

2.3、电制氢技术

目前，已经开发出具有长寿命、高效率和高能量密度的储能载体，但尚无单一技术在所有指标上处于领先地位。因此，在综合能源系统规划中，根据具体应用场景选择适合的储能本体，并合理配置储能容量，以确保能源的稳定供应，是至关重要的。蓄电池能够快速调节短期电力平衡，但由于其自放电率较高，长期存储并不适宜。抽水蓄能具备快速响应能力和优良的调节性能，且具有较长时间的储能周期及大规模应用潜力，但其建设受到地理条件限制。氢能则以其清洁性、灵活性和高能量密度而受到关注，通过利用多余可再生电力进行水电解制氢，再通过压缩、液化等方式进行存储，最终转化为其他形式的能源，如电力、热能或天然气等。此外，氢气还可以被加工成氨、醇等化工产品。氢能在新能源中被公认为清洁能源，众多研究表明其应用前景广泛。近些年，氢能产业在国家大力支持下发展迅速，初步形成了较为完整的氢能产业链。

2.4、共享储能

为了应对新能源电力系统运行中的波动现象，内部储能子系统在储能容量方面预留了冗余空间，能够有效应对各种突发事件，抑制功率突变现象。这种方式虽能有效控制系统稳定性，但也会造成能源资源浪费，使得储能单元利用率偏低。在新能源电力系统运行的过程中，受地理环境、项目规模等因素影响，部分新能源发电项目未建立储能系统，而这正是共享储能技术得以应用的主要缘由。共享储能技术与人们熟知的共享经济理念紧密相关，可解决新能源电力系统在储能运行方面的孤岛问题。共享储能技术的应用要求相关人员关注结构规划与供需匹配。从结构规划层面来看，共享储能系统主要由公共电网和新能源场站组成。后者配备众多储能单元，且新能源场站之间以及场站与公共电网之间联系紧密。场站之间可进行能量和现金流的双向传输，但场站与电网之间仅能进行双向能量传输，现金流传输以单向为主。在共享储能体系不断完善的背景下，新能源场站同时充当消费者和提供者的角色，公共电网主要负责调配电能。因此，需要引入人工智能技术建立模型，全面研究新能源场站的气象资料，结合以往运行数据和设施故障情况，对未来一段时间的输出功率进行预测。在合理对比预测功率与标准功率差异的基础上，保证新能源场站能够进行相关容量的调配[2]。

3、推动储能技术的发展和应用

通过规模化生产、技术创新和政策扶持等手段，降低储能设备的制造成本和运营成本，推动其商业化进程。建立储能设备的标准化体系，促进产业链上下游的协同发展，加速储能技术在电力系统中的广泛应用；根据新能源发电的特性和电网的需求，合理规划储能设施的布局和容量，实现储能系统与新能源发电、电网之间的优化匹配。建立储能系统的智能调度平台，实现储能设备的远程监控、自动控制和优化调度，提高储能系统的利用率和经济效益；除作为新能源发电的配套储能设施外，还应积极探索储能技术在其他领域的应用，如电动汽车充电站、微电网、数据中心等。通过多元化应用场景的拓展，进一步发挥储能技术在促进能源转型和可持续发展中的作用[3]。

结束语

当前，“碳中和、碳达峰”战略目标下，新能源产业迅速发展，新能源体系建设以保障其安全、稳定、科学，高水平发展是面临的重要问题。作为新能源发展困局的破解之道，储能将在未来能源转型中扮演重要角色。可以预见，在未来，全球的储能市场将蓬勃发展，传统的储能发展模式也将相应改变。

参考文献：

[1]亢亚军.储能技术在新能源电力系统中的应用[J].科技创新与应用，2022，12（28）：166-169.DOI：10.19981/j.CN23-1581/G3.2022.28.042.

[2]李彦荣，王康民.新能源电力系统中的储能技术探究[J].应用能源技术，2022，（05）：54-56.

[3]周利鹏.新能源电力系统中的储能技术分析[J].中国战略新兴产业，2022，（15）：65-67.