浅谈新能源电力系统储能技术优化分析

发布时间： 2024-07-22　　点击次数： 109次

安科瑞陈聪

摘要：新能源电力系统中储能技术的应用对提高能源利用效率和系统稳定性具有重要意义。本研究旨在深入探讨储能技术在新能源电力系统中的应用，并通过性能优化手段提高其效能。通过对系统中的储能技术进行研究，可以为推动可再生能源的大规模应用提供理论支持和实践指导。

关键词：储能技术；新能源电力系统；性能优化

0引言

随着新能源的广泛应用，电力系统面临着日益复杂的运行和管理问题。储能技术的引入为解决电力系统的不稳定性和间歇性供电等问题提供了新的解决途径。本文将从储能技术的基本原理、应用场景出发，探讨其在新能源电力系统中的关键作用，并进一步研究性能优化的方法，以提高系统的可靠性和效率。

1储能技术基础及原理

储能技术概述

在新能源电力系统中，各种储能技术的种类繁多，本节将对常见的储能技术进行概述，包括电化学储能、机械储能等。首先，电化学储能是一种通过将电能转化为化学能存储，再将其转化回电能的储能技术。其中常见的形式是蓄电池技术，如铅酸电池、锂离子电池等。蓄电池通过化学反应将电能储存为化学能，并在需要时释放电能。这种技术适用于小规模的家庭能源存储、电动车辆和电网调节等领域。其次，机械储能是利用物理力学原理将机械能储存起来，再将其转化为电能的技术。常见的机械储能技术包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等。例如，抽水蓄能通过将水抽升到高处储存潜在能，待需要时释放水流驱动涡轮发电机产生电能。这种技术适用于中长期能量储存和调峰填谷等应用场景。

储能技术应用场景

储能技术在电力系统中的应用场景多种多样，主要体现在储能电站和分布式储能系统等方面。储能电站是一种集中式的储能系统，通常由大型电池组、压缩空气储能设备或水泵储能设备等构成。这些电站能够在电力系统负荷较低时储存电能，在负荷较高时释放电能，实现电力平衡。储能电站具有快速响应、灵活性高、调度能力强等优势，能够有效提高电力系统的灵活性和稳定性。另一方面，分布式储能系统是将储能设备分布在电力系统中各个节点的一种储能方式。分布式储能系统通常包括小型电池组、电容器等设备，可以灵活应对电力系统中的需求变化。分布式储能系统的优势在于能够在局部范围内提高系统的供电可靠性，减少输电损耗，并可以与可再生能源发电设备进行配合，提高电能利用效率。

2储能技术性能优化方法

2.1智能控制与调度

智能控制与调度是储能技术性能优化的关键一环。通过引入智能控制算法和灵活的调度策略，能够有效提高储能系统的响应速度和能效，从而更好地适应电力系统的动态变化。首先，智能控制算法的运用对储能系统的性能提升至关重要。这包括采控制算法，如模型预测控制（MPC）、强化学习等，以实时监测系统运行状态并作出快速响应。这样的算法能够基于实时数据作出决策，优化储能系统的充放电过程，提高能效。其次，储能系统的调度策略也是性能优化的重要手段。通过灵活的调度，可以根据电力系统的实际需求对储能设备进行合理分配和利用，提高系统的整体效益。例如，在电力需求高峰期，储能系统可以通过合理的调度将储存的能量释放，缓解电力网络的负荷，提高系统的稳定性。

2.2材料与技术创新

深入研究储能材料的性能是提升储能系统性能和寿命的关键。在材料与技术创新方面，一项重要的策略是开发新型材料，具有更高的能量密度、更快的充放电速率和更长的循环寿命。例如，针对电化学储能系统，研究人员正在探索新型电极材料和电解质，以提高储能装置的能量密度和循环稳定性。这可能涉及到使用新型纳米材料、多孔材料或功能化材料，以优化电极表面积和电解质的离子传输速率。

2.3系统集成与优化

系统集成与优化是储能技术性能优化的重要方面，通过从整体系统的角度出发，优化储能设备的配置和运行方式，实现系统性能的优化。首先，系统集成考虑储能设备的种类、规模和布局，以确保系统各部分协同工作，充分发挥储能技术的综合效益。合理选择不同类型的储能设备，如电池组、压缩空气储能装置等，使它们相互补充，形成一个有效、稳定的整体系统。其次，优化储能设备的配置，需要考虑电力系统的负荷特性和峰谷差异。通过合理配置储能设备的位置和容量，可以更好地应对电力系统的需求变化，实现对系统性能的优化。例如，在高峰期，配置更多的储能设备用于储存电能，以应对电力需求的瞬时增加；而在低谷期，则可以通过储能设备释放储存的电能，提高系统的利用率。后，系统运行方式的优化涉及到调度策略的制定和实施。通过智能控制算法和灵活的调度策略，实现对储能设备的智能化管理，使其在系统运行中能够更加灵活、有效地响应电力需求变化，提高系统的整体性能。

3安科瑞Acrel-2000MG微电网能量管理系统

3.1概述

Acrel-2000MG储能能量管理系统是安科瑞专门针对工商业储能电站研制的本地化能量管理系统，可实现了储能电站的数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表、策略管理、历史曲线等功能。其中策略管理，支持多种控制策略选择，包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等。该系统不仅可以实现下级各储能单元的统一监控和管理，还可以实现与上级调度系统和云平台的数据通讯与交互，既能接受上级调度指令，又可以满足远程监控与运维，确保储能系统安全、稳定、可靠、经济运行。