浅谈新能源电力系统储能技术优化分析

安科瑞 宣依依

　　摘要：新能源电力系统中储能技术的应用对提高能源利用效率和系统稳定性具有重要意义。本研究旨在深入探讨储能技术在新能源电力系统中的应用，并通过性能优化手段提高其效能。通过对系统中的储能技术进行研究，可以为推动可再生能源的大规模应用提供理论支持和实践指导。

　　关键词：储能技术；新能源电力系统；性能优化

　　0引言

　　随着新能源的广泛应用，电力系统面临着日益复杂的运行和管理问题。储能技术的引入为解决电力系统的不稳定性和间歇性供电等问题提供了新的解决途径。本文将从储能技术的基本原理、应用场景出发，探讨其在新能源电力系统中的关键作用，并进一步研究性能优化的方法，以提高系统的可靠性和效率。

　　1储能技术基础及原理

　　储能技术概述

　　在新能源电力系统中，各种储能技术的种类繁多，本节将对常见的储能技术进行概述，包括电化学储能、机械储能等。首先，电化学储能是一种通过将电能转化为化学能存储，再将其转化回电能的储能技术。其中常见的形式是蓄电池技术，如铅酸电池、锂离子电池等。蓄电池通过化学反应将电能储存为化学能，并在需要时释放电能。这种技术适用于小规模的家庭能源存储、电动车辆和电网调节等领域。其次，机械储能是利用物理力学原理将机械能储存起来，再将其转化为电能的技术。常见的机械储能技术包括抽水蓄能、压缩空气储能和飞轮储能等。例如，抽水蓄能通过将水抽升到高处储存潜在能，待需要时释放水流驱动涡轮发电机产生电能。这种技术适用于中长期能量储存和调峰填谷等应用场景。

　　储能技术应用场景

　　储能技术在电力系统中的应用场景多种多样，主要体现在储能电站和分布式储能系统等方面。储能电站是一种集中式的储能系统，通常由大型电池组、压缩空气储能设备或水泵储能设备等构成。这些电站能够在电力系统负荷较低时储存电能，在负荷较高时释放电能，实现电力平衡。储能电站具有快速响应、灵活性高、调度能力强等优势，能够有效提高电力系统的灵活性和稳定性。另一方面，分布式储能系统是将储能设备分布在电力系统中各个节点的一种储能方式。分布式储能系统通常包括小型电池组、电容器等设备，可以灵活应对电力系统中的需求变化。分布式储能系统的优势在于能够在局部范围内提高系统的供电可靠性，减少输电损耗，并可以与可再生能源发电设备进行配合，提高电能利用效率。

　　2储能技术性能优化方法

　　2.1智能控制与调度

　　智能控制与调度是储能技术性能优化的关键一环。通过引入智能控制算法和灵活的调度策略，能够有效提高储能系统的响应速度和能效，从而更好地适应电力系统的动态变化。首先，智能控制算法的运用对储能系统的性能提升至关重要。这包括采控制算法，如模型预测控制（MPC）、强化学习等，以实时监测系统运行状态并作出快速响应。这样的算法能够基于实时数据作出决策，优化储能系统的充放电过程，提高能效。其次，储能系统的调度策略也是性能优化的重要手段。通过灵活的调度，可以根据电力系统的实际需求对储能设备进行合理分配和利用，提高系统的整体效益。例如，在电力需求高峰期，储能系统可以通过合理的调度将储存的能量释放，缓解电力网络的负荷，提高系统的稳定性。

　　2.2材料与技术创新

　　深入研究储能材料的性能是提升储能系统性能和寿命的关键。在材料与技术创新方面，一项重要的策略是开发新型材料，具有更高的能量密度、更快的充放电速率和更长的循环寿命。例如，针对电化学储能系统，研究人员正在探索新型电极材料和电解质，以提高储能装置的能量密度和循环稳定性。这可能涉及到使用新型纳米材料、多孔材料或功能化材料，以优化电极表面积和电解质的离子传输速率。

　　2.3系统集成与优化

　　系统集成与优化是储能技术性能优化的重要方面，通过从整体系统的角度出发，优化储能设备的配置和运行方式，实现系统性能的优化。首先，系统集成考虑储能设备的种类、规模和布局，以确保系统各部分协同工作，充分发挥储能技术的综合效益。合理选择不同类型的储能设备，如电池组、压缩空气储能装置等，使它们相互补充，形成一个有效、稳定的整体系统。其次，优化储能设备的配置，需要考虑电力系统的负荷特性和峰谷差异。通过合理配置储能设备的位置和容量，可以更好地应对电力系统的需求变化，实现对系统性能的优化。例如，在高峰期，配置更多的储能设备用于储存电能，以应对电力需求的瞬时增加；而在低谷期，则可以通过储能设备释放储存的电能，提高系统的利用率。后，系统运行方式的优化涉及到调度策略的制定和实施。通过智能控制算法和灵活的调度策略，实现对储能设备的智能化管理，使其在系统运行中能够更加灵活、有效地响应电力需求变化，提高系统的整体性能。

　　3安科瑞Acrel-2000MG微电网能量管理系统

　　3.1概述

　　Acrel-2000MG储能能量管理系统是安科瑞专门针对工商业储能电站研制的本地化能量管理系统，可实现了储能电站的数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表、策略管理、历史曲线等功能。其中策略管理，支持多种控制策略选择，包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等。该系统不仅可以实现下级各储能单元的统一监控和管理，还可以实现与上级调度系统和云平台的数据通讯与交互，既能接受上级调度指令，又可以满足远程监控与运维，确保储能系统安全、稳定、可靠、经济运行。

　　3.2应用场景

　　适用于工商业储能电站、新能源配储电站。

　　3.3系统结构

　　3.4系统功能

　　（1）实时监管

　　对微电网的运行进行实时监管，包含市电、光伏、风电、储能、充电桩及用电负荷，同时也包括收益数据、天气状况、节能减排等信息。

　　（2）智能监控

　　对系统环境、光伏组件、光伏逆变器、风电控制逆变一体机、储能电池、储能变流器、用电设备等进行实时监测，掌握微电网系统的运行状况。

　　（3）功率预测

　　对分布式发电系统进行短期、超短期发电功率预测，并展示合格率及误差分析。

　　（4）电能质量

　　实现整个微电网系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行持续性的监测。如电压谐波、电压闪变、电压不平衡等稳态数据和电压暂升/暂降、电压中断暂态数据进行监测分析及录波展示，并对电压、电流瞬变进行监测。

　　（5）可视化运行

　　实现微电网无人值守，实现数字化、智能化、便捷化管理;对重要负荷与设备进行不间断监控。

　　（6）优化控制

　　通过分析历史用电数据、天气条件对负荷进行功率预测，并结合分布式电源出力与储能状态，实现经济优化调度，以降低尖峰或者高峰时刻的用电量，降低企业综合用电成本。

　　（7）收益分析

　　用户可以查看光伏、储能、充电桩三部分的每天电量和收益数据，同时可以切换年报查看每个月的电量和收益。

　　（8）能源分析

　　通过分析光伏、风电、储能设备的发电效率、转化效率，用于评估设备性能与状态。

　　（9）策略配置

　　微电网配置主要对微电网系统组成、基础参数、运行策略及统计值进行设置。其中策略包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、新能源消纳、逆功率控制等。

　　4硬件及其配套产品

　　5总结

　　通过对新能源电力系统中储能技术的应用与性能优化的研究，可以有效提高系统的可持续发展能力。本文综合分析了储能技术的基础原理、应用场景，并提出了智能控制、材料与技术创新以及系统集成等方面的性能优化方法，为推动新能源电力系统的发展提供了有力支持。

　　参考文献

　　唐佳佳.陈俊学.新能源电力系统中储能技术的应用与性能优化研究

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　　[5]安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022年05版