新能源并网及储能技术分析.pdf

2023年第6期新 疆 有 色 金 属新能源并网及储能技术分析杨旭生（兰州石化职业技术大学，甘肃兰州 730060）摘要：随着社会经济的发展，因社会经济所带来的生态破坏问题也更加严重，在认识到社会生态对经济发展乃至人类进步的重要性之后，全球加大了生态环境保护力度，同时我国也提出了绿色经济理念，这使得新能源在传统能源中脱颖而出，新能源的发展日益重要，且发展速度不断加快。在新能源快速发展的同时，对新能源的相关问题研究变得日益重要，综合现有能源分布方式，对新能源进行并网以及储能技术研究，能够有效提高新能源利用率，促进新能源发展。基于此，本文对新能源并网及储能技术进行探讨，分析当前主要的几种新能源类型，并探讨新能源并网及储能技术。关键词：新能源；并网技术；储能技术;分布式电源随着国际社会对能源保护力度的增大以及环境保护意识的增强，加快新能源研发，促进新能源发展，成为国际社会共识，以微型燃气轮、内燃机、光伏风电等为动力所产生的分布式电源被快速投入使用，将分布式电源与配电网进行融合，可以有效提高新能源电能等利用效率，减少环境污染。同时相关的研究表明，新能源分布式电源在配电网末端的应用接入可以提高线路末端的电能质量，减少在输送电能过程中的损耗，提高了用户端电能质量的可靠性。孤岛微电网还可以对偏远地区的用电问题及临时性用电带来了便利，实现大幅度供电。1 新能源类型当下的新能源主要包括风力发电、太阳能光伏发电、微型燃气轮机、生物质能发电等。其中风力发电，是通过在风力资源较为丰富的地区建设风力发电网，让风吹动叶片，当叶片转动的时候驱动齿轮箱转动，齿轮箱通过发电机轴承带动发电机运行，从而出口端的三相电并入到大电网中，将风力转化成电能，风力发电技术的应用是较成熟的发电技术，已经在全球大规模使用，输出能力与风场风速，风力发电网建设位置密切相关。在新能源电力系统中占据重要地位。太阳能发电是将太阳能光伏板吸收太阳光所产生的电进行发电的一种形式，将光照的光能通过光伏板进行汇集，光伏板通过串并联的形式使得电压等级达到一定的幅值，进而电能存储到电池中，而后通过不同负载进行释放，逆变器转化成交流电及直流电，光伏发电具有无燃料、无污染，不受地区电网调度等限制。目前我国正在大力推动光伏发电，在农村地区实施自发自用的政策，在满足贫困地区用电需求的同时，也可促使贫困地区增收。微型燃气轮机发电是指发电功率不高于300KW的热力发电机，以天然气、甲烷为原材料，在燃料充分燃烧后，通过热力拖动涡轮带动发电机发电。目前热电联产业在北方大范围使用微型燃气轮机用于发电，减少环境污染，是电能需求侧管理的重要内容。生物质能发电是指对生物系统进行光合作用，将废料及垃圾进行转化成一种储能，从而减少了生产生活中的垃圾，具有减少环境污染等多项优势，广泛利用在农业及相关领域。2 新能源并网技术2.1 并网仿真为保障电力系统正常运行，在进行新能源并网工作前，必须要新能源仿真系统平台，对于该系统的建立存在相关困难，由于新能源机组型号较多、类型较大、种类不同等，差异大。同时随着新能源电力系统近年来迅速的发展，仿真系统已经无法满足电力发展的需求，新型实验基地的建设从而成为主流需求，仿真困难面临几方面问题：第一，由于现有的电磁形态模型在大规模非线性电力系统中无法应用；第二，是高精度的需求使得机电暂态模型的精度达不到；第三，是新能源设备的维护，需要对电力系统建模，这就面临一些困难，这需要实现对整个电力系统参数的实时检测等。基金项目：甘肃省教育厅创新基金项目（2022A-209）作者简介：杨旭生（1985，6-），男，汉，甘肃平凉人，讲师，硕士，主要研究新能源发电及智能电网。DOI:10.16206/ki.65-1136/tg.2023.06.041962023年第6期新 疆 有 色 金 属2.2 功率预测功率预测可以分析出新能源生产的功率从而建立完善的数学模型，实现对新能源的有效预测，一般需要按照时间尺度进行划分，时间尺度分为超短期预测、短期预测、中长期预测，超短期预测是对4小时以内的电能质量数据进行测量预测，短期预测是对3天内的电能数据进行预测。中长期预测是3天以上。目前功率预测多使用超短期预测以及短期预测结合使用，长期预测因预测时间跨度较长，精度较低，因此不常使用。2.3 电力调度进行新能源电力调度是满足电力系统长期稳定运行的关键，在根据电能预测结果的同时计划电力调度计划。中科院研发了电能质量的优化调度系统仪器，该仪器在一定的优化调度下能够降低电力系统预测的不确定性及运行中存在的误差不稳定情况所造成的运行风险，解决新能源并网所造成的安全消纳问题，利用电力调度模型可以对新能源实现科学运用。我们以风能调度为例进行分析，在电网运行的基础上，对电力系统中各个节点的电力系统负载情况进行预测，从而为实现对分布式电源的调度和约束做好准备，同时不仅可以有利于对各机组设备进行检修，对电网的安全运行情况分析，通过计算机系统的检测计算，可以实现电力系统对负载的接纳能力，更好的实现新能源的最大程度上接纳，需要通过对调度计划进行合理分配，避免由于不确定性的预测导致运行风险出现，一般情况下并网团队会进行一周为单位的电网调度计划，实现对电网的有效监测以及高质量能源并网运行。3 新能源并网储能技术3.1 抽水储能抽水储能是新能源并网储能技术之一，抽水储能是将河流下游水运送到上游水库中进行储存，然后等到需要之时，通过水力发电的形式变为电能，这种形式受地理位置及气候环境的变化影响大。抽水储能的形式近年来主要用于在大电网系统调频及调度中复合高峰时使用，用于平衡电力系统发电的需要，进而通过储能的形式，对地下水库及水资源的建设利用。3.2 蓄电池储能蓄电池有铅电池、锂电池等多种类型形式，其中锂电池凭借安全性高、输出功率高等多项优势被广泛使用在电动汽车及相关航空等领域中。我国的锂电池发展已经超越其他发达国家，达到了世界第二的生产力，但锂电池的发展过程中有优点有缺点，在续航及利用中还存在很大不足，使得锂电池成本造价依然较高，污染较严重等缺点，钠离子被引入的蓄电池制作中。此外与相比传统的酸电池成本更低的，铅炭电池已经成为超级电容，流液电池也被使用在电网应急复合消峰的方面。3.3 超导磁储能超导磁储能是利用在惰性气体的环境中，通过超导磁存储的能量，进而释放能量的形式，超导磁储能具有体积小但高效率、质量轻等多项优势，目前被广泛使用在电力稳定式的电力系统中，超导磁储能在当前世界上处于发展初期。在未来超导磁储能将被广泛使用，而其发展关键是高温超导体的使用以及加强惰性气体的低温储存。4 结论随着科技的发展，新能源技术的进步，加强新能源技术研发，推动新能源发展的同时，如何有效利用新能源也成为关键问题，新能源并网及储能技术是提高新能源利用效率的关键所在，为保障新能源利用效率，真正将新能源融入到社会经济发展的各方面，需要加强新能源并网机储能技术研发，对促进电力事业发展提供助力。参考文献：1何归弟，王强.新能源电力系统中的储能技术分析J.科学咨询（科技 管理），2022（03）:35-37.2郭松林，孙博洋，姚峣，胡丽华，柴宏钊，黄阮明，赵晶晶.储能技术及其在新能源并网系统中的典型应用J.工业控制计算机，2020，33（11）:142-144+148.3李其昌.计及储能的新能源并网控制仿真J.中国战略新兴产业，2018（24）:1-3.4金鹏，艾欣，王永刚.采用势函数法的微能网无功控制策略J中国电机工程学报，2017，32（25）：44-51.收稿：2022-10-2197