談儲能在新能源與電網協調發展中的重要作用

●李俊正

儲能技術可以說是我國新能源產業革命的核心，有著巨大的發展潛力。由于儲能技術的存儲方式不同，在電力系統中的運用也會存在一定的差異，故而就需要合理選擇儲能技術，以確保其自身功效的充分發揮，提高電力系統的運行質量，推動我國社會經濟的快速發展。

一、儲能在新能源與電網協調發展中的作用

人類在長期發展的過程中,需合理應用儲能發電技術平衡、發電、輸電、配電和用電等多項內容，保證電網的安全靈活運行。目前新能源發展速度明顯加快，這也對儲能發展提出了更為嚴格的要求。結合電力系統發、輸、配和用電特性和儲能技術在多個環節的功效，能夠明確儲能技術在新能源及電網穩定發展的發電側、大電網、配電網及用戶側的積極作用。

二、儲能在發電側的作用

傳統火電機組中，儲能在發電側中的應用能夠顯著提高機組的效率，對輔助動態運行有著十分積極的作用，這可以保證動態運行的質量和效率，且暫緩使用新建機組，甚至取代新建機組。工作人員要充分結合當前發電曲線和調度中心的基本要求，實現儲能系統的充電與放電，或者也可根據機組運行的基本情況對機組的總輸出量加以調整，從而確保發電機組以額定功率規定值穩定運行，使系統的調峰能力得到提升。另外，發電機組用電過程中還可及時為儲能系統充電，在高峰用電時段提高負荷放電的效率，并且可以以較快的速度向負荷放電，促進電網的安全平穩運行。

在風力發電和光伏發電等新能源發電機組中，儲能是一種較為先進也是較為新穎的技術。其一方面能夠保證新能源發電的穩定性和連續性，另一方面也可增強電網的柔性與本地消化新能源的能力。在風電場當中，其能夠有效提升風電調節的能力，保證風電輸出的順暢性。儲能在集中式的并網光伏電站中能夠加強電力調峰的有效性，而且還可提高電能的質量，電力系統運行的過程中不易出現異常問題。

（一）充分發揮儲能系統的作用，轉移風電和光伏發電的峰谷

利用儲能系統儲存剩余的風力發電和光伏發電，以及調度的標準和要求，來對充放電的時間進行確定。若是采用這種模式，儲能系統則可以穩定運行，同時還需要依據風力發電與光伏發電輸出功率的最值區域，確定系統的轉換點。

風力發電與光伏發電的高峰期是儲能系統的充電期，儲能系統充分利用了風力發電的剩余電量。如儲能系統處于非滿電的狀態，則系統就會從大電網吸收電能使其處于滿電狀態。而在風力發電和光伏發電的低谷時期，儲能系統則會處于放電的狀態，這也是實現峰谷轉移的主要方式。

（二）加大跟蹤力度，增強新能源并網能力

跟蹤計劃出力通常是指結合計劃出力曲線，加強對儲能充電與放電的控制，確保輸出功率與計劃出力差不超出規定的范圍，讓新能源發電功率可滿足系統運行的要求，以增強電網的應用及新能源的并網能力。儲能在跟蹤計劃出力能量調度和調整中，首先要合理應用新能源達到其發電的目的，確保能源發電充分滿足發電負荷的基本需求。如有多余的能量，則可將其作為儲能系統充電的重要能源來源。其次，新能源發電不能為系統運行提供充分的能源，而且儲能系統電量較多，儲能系統在這種狀態下需不斷放電，從而確保系統提供的總電量能夠促進電網的平穩運行。最后，如計劃出力曲線不在風電場和光伏電場的調控區間，則要以計劃出力曲線為基礎，調整風電電場及光伏電廠發電場輸出功率。

（三）穩定新能源發電，保證系統運行的質量

平滑新能源發電出力主要指儲能系統多次充放電，平滑新能源可在較短的時間內輸入，從而確保爬坡率及爬坡的幅度能夠滿足調度的基本需要和要求，從而提高風電和光伏發電的穩定性。儲能系統能夠利用科學的逆變控制程序加強電壓的長期穩定性，進而實現理想的質量控制，徹底改善電能的質量，且風力和光伏發電站的運行質量也將得以改善。

（四）與現有發電廠進行合作，有效提供服務質量

與發電廠之間形成通力合作關系，并提供常規電源頻率響應的基本特征以及完善的調頻輔助服務，上述操作可極大地推動儲能的參與度和發電側的應用。在調頻輔助服務中應用儲能獲取的收益主要包含一次調頻考核的費用、AGC調節考核費用和AGC調節補償費用。參照儲能電池參與電力輔助服務的發展趨勢，儲能系統與發電廠的充分結合，提供靈活多變的調頻輔助服務已經成為關鍵的發展方向，這對增大電力市場的經濟效益有著十分顯著的影響。

三、儲能在大電網的關鍵作用分析

儲能在大電網中的作用充分體現在積極適應出力負荷變化，促進系統安全穩定運行、滿足尖峰負荷的需求、減少輸電設備投資、增強風光發電出力的穩定性，提高新能源消納能力方面。

（一）積極適應出力負荷變化，推動系統安全穩定運行

電網運行中的很多環節均有著十分嚴格的要求，大容量儲能接入電網后可十分有效地滿足電網的平穩運行。應用儲能后可以完成需求側管理，提高負荷分配的合理性，從而降低晝夜間峰谷差，并且還可加強電力設備應用的有效性，降低供電成本投入，進而提高系統運行的科學性和穩定性，這也是調整頻率和補償波動的主要方式。

儲能系統在電網調頻中的應用發揮著不可忽視的作用。調頻直接影響了電網的運行安全。新能源發電在電網中的占比顯著增大，電網發展中應提供可及時處理和應對負荷變化的電力資源，這能夠保證電力系統的運行質量。因此，區域內調頻資源響應電網調度的速度對電網的運行安全也有著不可忽視的作用。從儲能技術的特點來看，則可看出儲能的速度較快，精確度較高，充放電功率也相對較高。相比于傳統的調頻手段，儲能在電網調頻中的應用具有較為顯著的優勢。相同的規模下儲能調頻的效率比水電機組的效率大70%，其也是燃氣機組調頻效率的2.7倍，甚至為火電機組的20倍。電費運營商、儲能技術廠家等多個單位研究中發現，儲能在調頻中的應用效果明顯優于火電機組，保證了系統整體調控的質量。國際研究報告中也明確指出，儲能在諸多方式中的應用效果最為理想。

（二）確保尖峰負荷需求得到滿足，降低輸電設備投資

為全面控制電網負荷峰谷差和高峰負荷明顯增多的困境，電力企業在日常的經營和發展中，應當積極增加輸配電系統，從而保證負荷高峰期電力系統的平穩運行，這也使大系統的負荷率和資產綜合利用率顯著降低。在用電高峰時可起到電源的作用，釋放大量的電能。儲能系統運行的過程中對峰谷差控制有著十分重要的作用。而且其還可調整峰谷差。輸配電系統為了更加有效地處理負荷高峰期，需要引入更多的電力設備，但是電力設備并未得到充分合理的應用，且新建擴建也受到多個因素的負面影響。而在這一過程中，儲能的作用通常體現在了延遲輸配電設備的優化升級，同時也可控制負荷變化后所引發的電力系統賠升級改造，及系統建設和運行維護過程中的成本比較。

（三）提高風光發電出力的穩定性，提高新能源消納能力

新能源應用于發配電過程中，風能與太陽能不能保證其持續性和穩定性，因此電網接入的隨機性和流動性均顯著提升。研究顯示，若風電和光伏發電等新能源的發電機組或電量超過本國發電量的某一范圍，則需要結合實際配備大容量儲能設備，從而顯著提升電網順應和應用新能源的能力。在電力系統運行中合理應用大規模儲能技術，對新能源發電率的穩定性有著十分重要的影響，其也可保證新能源發電電網電壓、頻率與相位變化相匹配。進而減少新能源發電輸出電壓波動對電網產生的不利影響，而且也可加強風電和太陽能電力并網的安全性及穩定性，此時電網能夠吸收更多的新能源。

（四）儲能在配電網及用戶側的作用

在配電網及用戶側中，儲能的應用形式主要有兩種：一是分布式電源與儲能聯合的方式；二是微網形式。工作人員要結合實際情況，選擇合理方式來實現分布式電源、儲能及用戶三者之間的協調運行，進而改善電能供應質量，滿足用戶的用電需求。分布式電源本身就具有靈活性的特征，其在配電網和用戶側中起到了應急電源的作用，保證電力系統在故障狀態下電能的有效供應，從而滿足區域固定時段內的用電需求。而儲能作為分布式發電機微網的關鍵技術，在穩定系統輸出、加強電能調度靈活性、提供備用電源上有著突出作用，同時這也是提升可再生能源技術應用效率的關鍵要素。

1.平滑負荷曲線，穩定系統輸出。通過對使用儲能設備的用戶和未使用儲能設備的用戶進行對比分析可以看出，使用儲能設備的用戶其平滑負荷曲線明顯比未使用的用戶要平穩很多，這足以說明，儲能設備的應用降低了系統運行的負荷量，保證發電機等設備在不同情況下的正常運轉。同時儲能設備的應用也避免了分布式電源啟動中存在的問題，如涌流、電壓跌落、電壓脈沖等，更好地保證了供電系統的穩定性。

2.充當備用電源，滿足緊急用電需求。分布式電源中儲能設備還可以起到備用作用。例如，當分布式電源中太陽能系統無法進行夜間供電時，或者風電系統存在無風情況時，儲能設備可為系統運行提供合理的備用電源，以保證維修階段內，系統的正常運轉，減少更嚴重問題的產生。

3.實現分布式電源友好發電特性，滿足系統調度需求。分布式電源屬于不可調度機組，不過在儲能技術的應用下，對其實行合理轉化，提升了其調度性能，更好地滿足了系統運行要求，且在必要時能夠為大電網提供充足的電能供應，確保電網的正常運行。另一方面，儲能引起自身容量大，增強了電網調度的靈活性，保證了經濟效益的平衡，促進電網的進一步發展。

四、結語

總之，儲能本身并不是新興技術，但從產業角度來看，其正處在初級發展階段。同發達國家相比，我國在儲能的發展上還存在一定的不足，需要加大對其研究力度，并制定完善的扶持政策，以推動儲能的進一步發展，為我國電網提供更多技術支持。