李暖群
揭阳供电局522000
摘要：今年两会上，碳达峰、碳中和被首次写入政府工作报告，也成为代表委员们讨论的“热词”。随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁。在这一背景下，世界各国以全球协约的方式减排温室气体，我国由此提出碳达峰和碳中和目标，其中新能源发电大规模并网具有重要的意义。本文对新能源大规模并网中储能技术的应用进行了深入地研究与分析，并提出了一些合理的意见和措施，旨在进一步促进我国新能源相关技术发展，加强新能源技术在当前生产环境中的应用，从而促进我国社会生产力进步。
关键词：新能源；大规模并网；储能技术；应用研究；优化分析
电力系统运行对于稳定性要求较高，需要保证电力系统长期处于动态平衡状态，才能够保证电力系统稳定性。其中关键影响因素是瞬时功率，如果瞬时功率出现了不平衡问题，则会导致电力系统出现不稳定的现象。新能源发电在我国当前电力系统建设中具有重要的作用，相比于传统发电方式，新能源发电模式会减少资源消耗，并产生较少的环境污染，从而优化发电成本。但是在新能源发电网络建设过程中，因为新能源自身的特性，在储能技术方面还存在着一定的问题，尚未形成高效、低成本的储能技术方式。
1常见的新能源发电特点分析
当前我国新能源发电网络中主要应用有太阳能发电、风能发电、水能发电以及地热能发电等。其中风能发电与水力发电应用最多，水力发电占比为22%，是我国当前最主要的放电形式之一。水力发电有两种形式，一种是将水储存在上游位置，按照电力网络的生产技术控制上游水流动，从而产生电能，另一种方式为抽水蓄能方式[1]。地热发电以当前的技术水平还不能实现大规模高效利用，储能技术还处于探索结算，不能在商业发电中使用。太阳能发电主要分为太阳能光伏发电和太阳能热发电，太阳能光伏发电形式应用较多，基本原理为通过光伏电池板将太阳光能转化为电能，经过逆变器后进入电网，并网逆变器能够根据光照强度实时调整电池板的光电转化效率，从而能够达到最高输出功率，光照强度的瞬时能量能够决定光伏发电瞬时发电功率，也就是光照强度越高，发电功率也就越大。风能发电的应用较为普遍，基本原理是通过风力吹动发电装置的桨叶，带动风轮转动，在传动驱动发电机的作用下降动能转化为电能[2]。
2当前新能源大规模并网存在主要问题分析
新能源发电与传统放电方式相比，具有间歇性、随机性和不稳定性的特点，所以在新能源大规模并网后，会增加很大的电网管理难度，主要体现在以下几个方面：（1）分布式发电并网存在的问题。分布式新能源发电系统主要由企业投资，个体发电功率较小，但是因为规模较大，存在着较为复杂的电源，从而增加了管理难度，会在一定程度上增加电网运行安全隐患，例如电压频率较低、电压波动所引起的安全问题等，都是分布式新能源并网后需要解决的问题。（2）集中式并网存在问题。因为新能源发电不够稳定，所以如果出现了用电高峰发电量较少、用电低谷发电量较大的问题，会增加电力网络调峰难度，以风电风力，风电的抗干扰能力较差，所以在运行过程中会受到其他多种因素的干扰，从而导致风力发电稳定性、效率和安全性等多个方面出现问题。
3新能源大规模并网中储能技术的应用—以风电为例
在风电系统储能设备的选择方面，根据储能技术的不同，可以分为化学储能、机械储能以及电磁储能等多种不同凡是，其中蓄电池储能属于化学储能技术，具有便于存储和运输的特点，是我国当前风电系统中采用最多的储能技术之一，蓄电池种类一般选择铅酸蓄电池。铅酸蓄电池阻抗数学模型如下图所示。
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图1：铅酸蓄电池等效阻抗数学模型
其中R1为电池欧姆电阻，R2为化学和浓度差极化电阻，C是极板等效电阻，根据铅酸蓄电池的数学模型和充放电公式可以看出，通过对铅酸蓄电池的充放电电流、电压和时间控制，结合风电配网调度，即可以实现风电安全并网，对于风电系统并网具有重要的意义。
当前我国储能技术与风力发电的结合已经取得了初步成果，主要是采用上下限值的方法，以及管理储能装置的方法，控制储能装置的具体运行。这种方法能够在一定程度上提高风力发电的稳定性，但是控制范围较小。虽然该储能技术具有应用简单的特点，应用了一直风电场波动的原理，但是在根据对储能装置的实际作用来看，对于稳定新能源电网运行却没有取得良好的效果。储能技术系统主要包括蓄电池、电容和飞轮等基本装置，这些装置的电网动态响应速率能够达到毫秒级别，系统性能具备应用在电网调峰调频中，同时也具有动态无功电压控制的能力，动态无功电压控制对于风力发电的稳定性具有至关重要的作用，因为风力发电的符合波动能够导致风电场机组拖网，风电机组系统同时也存在着一些问题。除此之外，储能并网变流器的复合平衡功能利用率较低，所以需要采用并网变流器的闲余容量作为动态无功电压控制，能够降低电网暂态过程对于风电场的影响。
4新能源并网储能技术的应用难度分析
根据上文内容所述可以看出，当前我国新能源并网中储能技术正处于关键研发阶段，储能技术在具体应用过程中还存在着一定问题。首先，在储能技术方面，以蓄电池为核心的储能技术当前还没有满足新能源电力储存的稳定性、容量以及效率等方面的需求，还需要加强蓄电池储能技术要求。其次，在经济方面，当前所采用的储能技术成本较高，不利于大规模投入使用，会导致新能源大规模并网后成本大幅度提升。最后，在运行管理方面，因为储能技术发展尚不成熟，所以运行维护管理难度较大，储能设备在运行过程中会出现多种不稳定情况，对于后期的维护管理要求较高。
结束语
综上所述，本文全面阐述了新能源发电的基本特点，并对当前新能源大规模并网存在的难题进行了分析，提出储能技术在新能源发电并网中的有效应用措施，希望能够对我国电力网络建设有所帮助。
参考文献
[1]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, v.33(11):P.145-147+151.
[2]孙晓, 李妍. 新能源并网及储能技术研究综述[J]. 通信电源技术, 2020, v.37;No.194(02):P.18-20.
[3]杨潇. 新能源电力系统中的储能技术探讨[J]. 轻松学电脑, 2019, 000(031):P.1-1.