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摘要:当前新能源在电力系统中的应用,依托设备与系统可以实现能源转化这一过程,为电力系统提供所需的电能,有效替代了传统电力,避免了不可再生资源的消耗基于当前的新能源发电技术应用,保障我国各项能源资源一步发展。在此基础上,还需要不断应用该技术在电力系统中,推动绿色环保改革的浪潮。基于此,本文主要分析了电力系统储能并网与运行控制。
关键词:储能技术;电力系统;运行控制
引言
储能作为优质的电力系统灵活调节资源,其并网与运行控制技术是充分发挥保供电、保安全、促消纳三方面重要作用的前提,成为了国内外的研究热点。研究多类型储能系统控制、储能电站并网运行与调度管理、储能系统状态感知与评估、储能系统安全管控与可靠性分析等,可为储能提升电力系统运行的可靠性、经济性、灵活性等提供有效技术支撑。
1储能技术对于电力系统
当前关于新能源的开发领域,对于能源的转化主要集中于风能与太阳能等能源上,利用设备转化能源,保障电力系统的有效运行。与传统的能源相比较来说,风能等能源进行电力系统电力供应,更受制于自然环境的影响,会因为环境因素,存在一定的间歇性问题。若将新能源发电应用于电网运行中,难以保障电网的稳定性,严重时会对社会用电造成影响。风力发电过程中,当其装机占据整体系统一定比例,过小还可以保障电网运行;当占据比例过大,无法保障电网的稳定性,需要借助储能系统降低其不确定因素带来的影响,为电网提供稳定的电力。因此,加强储能技术的研究,也是推动可再生能源进一步发展的重要条件,也是未来新能源供电发展的必然趋势[1]。
2储能技术的主要类型
2.1机械储能
(1)抽水蓄能
该储能方式在电能储存中的应用较为广泛,其最为突出的特点是存储容量大。相关统计数据显示,我国抽水蓄能装机容量居于世界首位,截止到2020年末,投运的抽水蓄能机组总容量已经超过4000万kW。抽水蓄能机组的运行效率大约在75%左右,使用年限约为50a,适用于电力系统调峰、调频等环节。
(2)压缩空气储能
当电力负荷处于低谷期时,通过空气压缩,可将电能存储到相应的容器当中。待到用电高峰期时,可对压缩的空气进行释放,借此来对涡轮机进行驱动,从而达到发电的目的。这种储能方式的特点体现在如下几个方面:能量的转换效率非常高、且存储容量较大、运行时间长[2]。
2.2电磁储能
(1)超导磁储能
这种储能形式又被称之为SMES,它是利用超导线圈对电磁能进行储存,具有响应速度快、储能密度大等特点。由于超导磁储能装置的造价相对较高,并且运行时会产生强磁场,从而制约了该储能方式的推广应用。
(2)超级电容器
该储能形式的理论基础为电化学,利用电解质完成充电/放电,其特点是使用年限长、功率密度高、响应速度快等。在实际应用中发现,这种储能形式的能量密度比较低,耐压水平也不是很高,从而限制了其应用。
2.3电化学储能
这是一种利用电池完成电能存储与释放的过程,电池储能系统是该技术的主要储能形式,如锂离子、铅酸以及液流电池等。其中锂离子电池的循环寿命比较长,且能量密度相对较高,但具体应用时发现,其安全性和稳定性偏低;铅酸电池的循环寿命较短,并且使用过程中会对环境造成污染;全钒液流电池的输出功率高,且响应速度非常快,结构简单、设计灵活,可实现模块化组合拼装[3]。
3电力系统储能并网运行控制策略
3.1统一协调电网安全管理
电力的市场化运行增加了电网安全管理工作的负担,会给电网稳定运行带来冲击,因此,必须加强电网安全管理,电网运营企业会采用统一协调的方式,与电网系统相关的各责任主体进行沟通协调。从而使当前的电网市场化经营更加规范、有序。为此,政府主管部门要积极发挥宏观调控作用,从多方面支持节能发电调度的研究,认真查找存在的问题及时修正。同时,要不断提高思想认识,在电网管理运行中不断总结经验,根据实际需要改革创新管理模式,各个参与方也要落实主体责任。尤其是当前的新形势下,更应该建立一个统一协调的管理机制,使各方面的管理工作都能够有条不紊地进行。发电机组的管理工作也是电网管理中的最重要工作之一,对于新安装入网的发电机组,要进行全面的审核评估,确保其安全性以后才能够投入使用。
3.2协调新能源和控制储能的关系
近几年,电力企业设计和开发出一种以分散控制为主、协调控制为辅的控制模式,积极协调新能源和控制储能的关系。电力企业设计并开发出广域协调方式,通过广域形式协调常规发电机组、储能和具有间歇性的新能源。电力企业可以借助超级电容和蓄电池构建储能系统,有效应对新能源每个阶段输出功率的变化。虽然其还没有广泛应用于电力系统,但是储能是新能源发电并网的重要保障[4]。
3.3增强电力系统并网运行安全管理机构的专业性
电力系统并网运行的安全管理部门必须对风电场的安全稳定运转负主要责任,所以安全管理部门必须不断加强自身的专业性。为保证管理工作人员整体的工作效率,可以把处在不同工作岗位的员工职责进行详细的划分,落实明确的岗位责任制度。
3.4控制电网调度
当前,电力企业要优化和升级新能源发电技术和并网技术,加强电网管理和调度控制,充分利用各种新能源。人们要全面分析执行各项任务的机组实际运行状态,加强对各个机组的控制,使其在运行过程中更好地配合,保证区域内电网功率的平衡。其间要借助联络线频率偏差控制技术,给新能源发电并网系统下达各种工作指令,对其无功功率和有功功率开展监测和控制。如果想逐步提升电网实际运行的稳定性和安全性,就要把控制系统添加到电网中,完善电网安全防御体系,有效应对各种隐患,减少电力损伤,防止发生电力事故,保障电网稳定运行[5]。
3.5无功电压的控制
一是借助无功电压控制开展功率预测,结合每种无功设备的不同响应时间,利用各种大容量和静态调节设备,调节和控制新能源发电站中的无功电压,使系统在暂态下提供电力,发挥支撑作用。二是在新能源发电站中借助无功电压控制方式,加强对汇集站和升压站的管理,更好地控制电压,同时发挥升压变压器的约束作用,而无功调节装置能够发挥自身作用,确保区域内整体电压的安全性和稳定性。
结束语
新能源是指可再生利用的能源,同时也是可以循环利用的清洁能源,包括风能、水能、太阳能、地热能、潮汐能等,目前在国内可以形成的产业主要包括风能发电、水能发电、太阳能发电等。储能技术是实现可再生能源高效利用、可持续发展的关键技术之一,是新能源产业运行中必须具备的关键技术,其作用是将在新技术基础上开发出来的新能源转化成的电能进行存储。
新能源发电并网会影响电网电能质量,可能影响电网的正常运行。要想实现新能源发电并网,推动电力系统的可持续发展,电力企业需要不断努力,积极优化电力系统,升级电力技术标准,为大众提供安全和稳定的电力资源。
参考文献:
[1]徐潜,唐凌云,李西.新能源发电并网对电网电能质量的影响[J].集成电路应用,2020(9):146-147.
[2]韩伟,彭玉丰,严海娟.能源互联网背景下的电力储能技术展望[J].电气技术与经济,2020(5):11-12;18.
[3]杨光照.新能源发电并网谐波对电能计量的影响研究[J].科学与信息化,2019(8):62-65.
[4]宋平凡,佟胜伟,段森园.新能源发电并网对电网电能质量的影响分析[J].通信电源技术,2019(12):139-140.
[5]张超.新能源发电并网对电网电能质量的分析研究[J].中国设备工程,2019(19):230-231