宁夏回族自治区电力设计院有限公司 宁夏回族自治区银川市 750004
摘要：已安装的可再生能源发电能力正在迅速增加，可再生能源发电的水、风和光处理率仍然很高。对可再生能源、电网和能源储存进行综合协调的控制 可再生能源发电厂的风和光，并通过对电网和荷载存储进行交互式调节，提高可再生能源的使用效率。建立了源网络能量荷载和存储的交互控制模式。最后，提出了控制战略，以迅速有效地提高电网荷载调节性能和存储控制，从而降低可再生能源发电的废弃率。
关键词：源网荷储，可再生能源；弃水率；弃风率；弃光率；互动调控
1电力存储系统的应用特点
储能系统主要分为机械能储能、电化学储能、热能储能、电磁储能、化工储能等类型。当前机电储能应用较多，国内机电储能主要是储水能量和压缩空气能量，电化工储能主要是锂离子电池储能。
机械能量储存需要将环境的物理状态转换为能量储存或释放，机械能量转换为电能需要一定的转换时间，而且电能反应缓慢，但能量较大，能量可预测，更适合电能调节应用，以及实例
储能是将电化学能源转化为电能或电能转化为电能的手段。其特点是转换时间短、电源响应时间短、能量密度高、功率可预测，但成本高、电池寿命短，因此更适合于需要快速响应的情况，例如电网频率调节、电压闪烁抑制 光伏发电功率平滑化、风电场功率校正和光伏电站功率校正。电化学储能是锂离子电池储能的代表性。
图3是锂离子电池盒储能系统输出电流响应波形。响应指令输出时锂离子电池盒储能系统的变化时间不超过20毫秒，响应速度满足电场和光伏电站电网的频率偏差、电压波动和闪烁调节要求
电化学储能系统利用主动补偿迅速消除电网中的频率偏差、电压波动和火花，因此使用电化学储能系统是解决这些问题的更好办法。随着电化学能源储存成本的降低以及大规模应用的实施，或其他类型的能源储存已经成熟，能源储存系统将成为解决可再生能源交叉渗透问题的有效手段
2柔性可控的荷载应用特性
目前，大多数人都使用无荷载运行模式，或者根据电网的峰值、峰值和间隙选择荷载运行时间。
根据可控荷载特性和智能电力使用概念，提出了基于可再生能源发电特性的电力荷载控制战略
随着5G技术的发展和广泛应用，信息互动将大大改善。这种控制模式调节荷载功率变化，使可控荷载能够对可再生能源功率变化迅速作出反应，实现可再生能源功率和荷载变化趋同的目标，从而对可再生能源的能源消耗产生积极影响
一级和二级可控荷载没有能力与信息互动。电流控制荷载功率跟踪功能只能通过文献[5]中的简单开关控制来实现。今后将需要逐步加强其在网上交流信息的能力。
对于第三类和第四类可控荷载，荷载的能量消耗可以根据一定的能量变化百分比进行控制，同时确保舒适性和基本能量消耗。这两种可控荷载中频空调和电动汽车中频空调已经具备实现可控荷载功率控制功能的信息交互能力；加热荷载-水、泵等。为了控制电源，需要逐步改进网络信息的交互。这两种可控荷载与5G技术的充分融合为可控柔性荷载提供了广泛的应用前景，并为吸收快速增长的可再生能源开辟了新的可能性。
可控制的弹性荷载是根据连续信号（例如第三和第四类荷载）变更能源周期和能源消耗的荷载。功率控制策略如下：一、可控荷载功率控制系统从可再生功率预测系统接收功率预测数据；二、控制系统实时采集荷载分配系统控制荷载的电力需求信息，整理信息，形成控制荷载的电力控制数据；然后，控制系统根据功率预测数据和可控荷载功率控制数据形成最终荷载控制数据，并将其发送到各级荷载分配系统；最后，荷载分布系统会在荷载之间分配最终荷载控制资料。
电网中可再生能源发电是今后电网发展的一个主要趋势，通过荷载控制控制电力消费是解决这一问题的有效途径。
3源网络荷载和存储交互控制模式
本文重点介绍了三个方面：源-源交互、网络-存储交互和源-荷载交互。
来源的互补性主要是指风电场、光伏电站和储能电站之间的互补性。电化学储能电站和快速反应储能电站能够稳定风电场和光伏电站的波动性和随机性，具有快速调节能力；以精确调节能力提高风电场和光伏电站的功率预测精度。
抽水蓄能电站可通过在风电场和光伏电站挖掘高峰，在风大的情况下降低风力排放率和光排放率。
在网络-存储交互作用中有多种形式的能量存储，最常用的分析方法是抽水蓄能和电化学储能。抽水蓄能电站与供电互补一样，主要通过电网频率调制进行变频运行；由于能源消耗的迅速变化和可再生能源生产的不稳定，使用快速反应能源储存设施来提高网络质量和稳定临时网络功率波动。当这种储能的成本效益得到提高时，也可用于电网调节、频率调节和备用转速。
源荷载相互作用是柔性和可控制的能源消耗与可再生能源发电之间的相互作用。也就是说，为了达到峰值调节、频率调节和可再生能源消耗的目标，必须调整可控制荷载的用电量和用电量周期；还可以通过柔性和可控制的荷载，根据电力用户的电气习惯调整水力发电周期和功率。
4源网络荷载和存储交互控制策略
可再生能源发电功率预测系统包括三个部分：风电场光伏发电功率预测系统、抽水蓄能发电功率预测系统和水力发电功率预测系统。风力发电场的光伏发电极不稳定和随机。柔性且可控制的荷载调节需要多个控制单元来响应调节指令，通常具有几百毫秒的响应时间和一定的偏移。因此，需要一个快速反应的储能装置来稳定这些功率波动。快速反应堆不仅可以平衡风力发电机组的输出功率，提供类似于热电厂的输出特性，而且还可以提高风力发电机组功率预测的准确性。
为了确保可再生能源发电与可控柔性荷载之间的瞬时功率平衡，稳定可再生能源发电的波动性和随机性，必须对可控柔性荷载进行调整，以反映生产的实时功率变化在可再生能源足以发电的情况下，应尽可能吸收可再生能源，并应尽可能控制可控制的柔性荷载，以确保柔性荷载使用中的功率变化与可再生能源发电的变化保持一致；在可再生能源供应不足的情况下，有必要减少可控柔性荷载的调节，以便可控柔性荷载的功率变化主要稳定可再生能源生产的波动。
可控柔性荷载预测系统根据电力用户第一、第二、第三和第四荷载的电力需求生成实时需求数据，对这些数据进行分类以进行需求分析，并建立电力荷载预测数据，通过使用可再生能源和降低废物率，建立了一个互动的网络和储存荷载控制系统。源网络荷载存储交互调节系统的调整策略如下。
（1）根据可再生能源功率预测系统预测的功率曲线，向柔性可控荷载控制系统发布荷载功率运行曲线；
（2）柔性可控荷载控制系统根据柔性可控荷载功率控制方式将荷载功率曲线分配给四个不同的荷载；
（3）源网荷载-存储交互控制系统接收柔性荷载的功率预测数据，形成荷载功率预测曲线进行控制；
（4）交互控制系统根据荷载功率预测曲线调整水电站和抽水蓄能电站下一控制周期的功率输出，使可再生能源发电和柔性可控荷载所用功率趋于一致；
（5）在每个调整周期实施调整策略（1）~（4）。
源网的荷载-存储交互调节是一种动态调节，需要根据可再生能源发电的功率状态和柔性可控的荷载进行实时调节，以实现发电和用电的动态平衡，尽可能吸收可再生能源的功率。
5结束语
提出了一项基于交互调整源网络和存储荷载的大规模可再生能源消耗调节战略。该战略整合并协调可再生能源、电网、储能和可控柔性荷载，从而有效稳定波动对于使用渗透率高的可再生能源的发电厂来说，减少水、风和光的排放对有效利用可再生能源产生了积极影响。必须在国家一级加强和管制柔性和可控制的荷载的发展，这对调节电网荷载与能源储存之间的相互作用以及可再生能源和电力的消费至关重要。
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