基于能源互联网背景下的电力储能技术研讨

发表时间:2020/5/22   来源:《电力设备》2020年第3期   作者:钟于
[导读] 摘要:本文针对能源互联网背景下的电力储能技术进行了简要分析,以供参阅。
        (国网广元供电公司  四川广元  628000)
        摘要:本文针对能源互联网背景下的电力储能技术进行了简要分析,以供参阅。
        关键词:能源互联网;电力;储能技术
        随着我国电力企业的改革与发展,电网运行模式和电力市场的交易机制也在不断变化。如今,我国电力市场的发电、售电等企业正在朝着多元化的方向发展,分布式能源与电力储能技术逐渐成为现阶段电网中的重要技术。在能源互联网模式下,电力储能技术会得到较快的发展与进步,进而使可再生能源并网领域、微电网以及电能生产与营销服务市场变得更具活力,最终促进推动我国电力企业的改革与发展。
        1能源互联网发展现状
        作为新时代的代表,能源互联网成为各国科研机构研究的重点,被誉为“第三次工业革命”的核心。在国外,美、日、欧盟等国家,都致力于重点发展能源互联网技术。虽然他们对能源互联网的认知和开发角度略有不同,但核心都是将能源系统与互联网技术相结合,改变传统的能源系统集中、单项和生产者控制的特点,将其转变成大量分布式辅以较少集中式的新能源与更多的消费者互动的能源系统,以提高可再生能源的比重,实现多元能源的有效互联和高效利用。
        近年来,随着我国智能电网的不断发展,信息技术和智能电网的结合越来越紧密,能源互联网已经成为我国重点发展的方向。尤其是在2016年,国家发展与改革委员会、能源局正式发布《能源技术革命创新行动计划(2016-2030年)》,为未来我国能源互联网技术的发展制定了行动计划。目前,国内的多所顶尖高校都参与到了国家能源互联网系统的标准制定当中,对能源互联网的基本概念及形态、发展模式及路径、技术框架及拓扑、关键技术分析等方面展开了广泛的研究。
        2能源互联网背景下的广义电力储能技术
        2.1定义
        基于能源互联网背景下的电力储能,其广义的电力储能技术可以定义为:实现了电能与机械能、化学能以及热能等能量的单向或双向存储设备。在电网周围,利用电化学储能、储热、储氢等储能技术,单向或者双向的电力转化,实现了电力系统网、交通系统、天然气系统、热力系统的互联互通,组成了一张巨大的能源互联网。
        2.2能源互联网中储能作用
        1)推动新能源发电的发展:①通过储能技术的应用,解决了可再生能源的随机性的问题,降低了其对电力系统压力,提高了可再生能源的输出能力。②借助储能的调度作用,电网对可再生资源的实用性得到了进一步的增强,且具有非常好的应用前景和经济价值。③提升了能源的综合使用效率,丰富了能源互联网,为广义的能源转换提供了有了的技术支持。2)提高能源互联网的灵活性和稳定性:①利用储能技术的可调控性,可以有效的解决电网的调峰调频的问题。②当供电出现问题时,作为备用电源,储能系统可以为用户进行供电,提高了电网的稳定性和可靠性。同时,利用储能系统还能消除电网中的暂降、谐波等问题,提升电网的供电质量。③储能技术还能作为应急储备电源,支撑各项应急事件,例如自然灾害,大型会议等。3)提升能源管理水平:通过储能技术,相关的管理者可以科学的合理的对各种能源的生产和消费进行统筹安排,不仅提升了经济效益,而且确保了系统的稳定性。4)提高电网运行经济性:通过在能源互联网系统中,引入储能技术,可以有效的解决昼夜间峰谷差的问题,提升供电设备的利用效率,节约供电成本。例如:通过储热技术,在冬季供暖时,就可以提升电网对可再生资源的发电接纳能力,降低可能存在的弃风/光现象。
        2.3储能类型
        1)储热:常见的储热类型有显热储能、潜热储能和化学储热。通过储热技术的应用,可以解决新能源发电出现的消纳问题。2)氢储能:对于氢储能可以用四个阶段来进行。

①在制氢阶段,一般采用工业方法是天然气制氢和煤制氢;②对于氢的储存,为了避免出现安全和高消耗的问题,常采用固态材料储氢;③氢气的运输则采用天然气的管道进行,这是运输相对经济的方法;④最终的使用阶段,一般采用将氢能转化为燃料电池,用于车载发电系统和小型分布式电源系统。3)电动汽车:电动汽车已经逐步成为人们的主要交通工具之一,作为分布式的储能单元,在家庭的能量管理当中发挥着重要的协调作用。4)电化学储能:主要以电池的形态表现,由于其相对安装灵活,供电方便,不仅可以为电网提供功率服务,而且还能充当电网的能量服务。
        3能源互联网中电力储能技术应用关键技术
        3.1大容量储能的规划及与可再生能源发电的协同调度技术
        能源互联网建设的核心目的是实现对可再生能源的高效利用。因此,需要集中解决电网如何安全的经济的消纳大量的可再生能源。因此,应制定合理的规划和调度,对可再生能源进行统筹安排。①规划:选择合理的储能类型,对储能进行容量的配置以及科学的布局,对电资源协调配合处理,从而提升电资源的利用率。②调度:通过合理的调度,对储能系统进行调峰调频和旋转备用容量,可以实现本地或者跨区域的新能源调度消纳。
        3.2基于储能的能量流优化和能量调度技术
        对于多种能源耦合在一起的能源互联网中,能源由于多元化的问题,在进行输入输出以及配置时会变得较为复杂。同时,由于各类设备的“即插即用”及故障情况下的“网络重构”,也会导致能源流路径出现多变的特点。这种多元化和多变性,对能源互联网的设计和运行带来了挑战。解决能源流的多边形和多元化,需要对其进行优化,一般会设定一个系统能量的最低总费用的消费目标,对能量各路径上的功率进行控制,从而对各元件生产或者消耗功能进行分配问题的解决。为了避免系统在运行时,受到储能效率和储能容量的影响,因此,需要考虑对多个潮流断面进行周期时间内的联合优化。前文提到,通过设定系统周期内的最低运行费用为目标,对该周期内的元件功率进行合理的分配优化,可以建立储能的多能源系统的优化调度模型。在模型中,对储能的工作状态(储能、释能和空闲)在切换过程中,进行调度优化。
        3.3储能与能量转换装置的集成设计和协调配置
        在设计多能源耦合系统内的储能和转换装置时,首先应对多能源耦合系统的评价指标进行确定,主要包含经济指标、能耗指标和环境指标。这其中,经济指标应作为系统优化的首选目标。此外,在进行电力供应过程中,储能对系统的频率和电压进行控制时,可能会发生较为显著的变化。因此,在进行设计时不能忽略储能的动态特性对系统指标的影响。
        3.4考虑储能的能源交易和价格机制
        组成能源互联网的各参与方,在进行市场行为时,更多考虑的是自身的利益最大化,导致很多能源交易对物理网络的运行管理造成巨大的压力。尤其是在外部的能源价格产生浮动式,会引起系统内部的成本产生联动波动,造成能源的分配发生变化。为了减少这一变动,降低能源互联网运行的风险,相关管理者应积极的引入储能技术。通过将储能参与到能源交易的过程中,可以通过储能的高低有效的反馈市场的供需情况。因此,储能在能源市场中,不仅扮演着机制设计的角色,而且决定了市场的应用空间。
        结语
        总之,电力储能技术包含储热技术、电动汽车、电化学储能等内容,在发展过程中,对于我国社会的可持续发展和国民经济的增长意义重大。另外,随着电力储能技术在能源互联网中的广泛应用,在很大程度上也完善了我国传统的能源结构体系,挖掘出了更多的新能源和可再生能源,为我国国民的生活提供了便利。因此,电力储能技术在我国能源互联网的构建方面还有着很大的发展空间。
        参考文献
        [1]来小康,王松岑.能源互联网背景下的储能技术及产业发展[J].高科技与产业化,2016(4):26-31.
        [2]侯朝勇.储能技术在能源互联网中的应用[C]//2013.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: