前言:新时期能源资源的需求量逐渐增多,环保理念深入人心,可再生能源的研发受到重视。我国一直是煤炭生产与消费大国,能源体系中的化石能源一直是以高碳的煤炭为主。发电侧储能技术改变现阶段的供电需求,2012年我国煤电装机比重下降,2020年降低到50%,而能源动力体系发生了根本的改变,朝着多元化发展。在可再生能源的研发背景下,大规模并网成为趋势,这给电力系统稳定运行带来极大挑战。发电侧储能技术作为一种有效的技术手段而受到人们的重视,文章对其深入研究,阐述其运用前景,对其进行详细分析。
1碳中和碳达峰
1.1基础内容
“双碳”目标是我国按照《巴黎协定》规定更新的国家自主贡献强化目标以及面向21世纪中叶的长期温室气体低排放发展战略,表现为二氧化碳排放水平由快到慢不断攀升、在年增长率为零的拐点处波动后持续下降,直到人为排放源和吸收汇相抵。从碳达峰到碳中和的过程就是经济增长与二氧化碳排放从相对脱钩走向绝对脱钩的过程。电能作为推动社会经济发展的重要动力,做好储能系统优化属于非常重要的工作内容,对已有储能系统进行优化,可以为“双碳”目标的实现奠定良好的技术基础。
1.2约束条件
从目前的发展情况来看,在“双碳”目标的实现过程中,存在以下约束条件:第一,根据目前统计数据显示,我国人均碳排放量已经超过了7t,超过许多西方国家,而且在达到碳排放峰值前,所预留出的空间不足10%,若不能对其进行有效控制,也会影响到碳中和活动的顺利进行。第二,基于2018年统计数据显示,目前国内人均GDP超过1万美元,而西方国家的人均GDP超过3万美元,和西方国家之间存在较大的经济差距,这样在推行“双碳”任务时,也会遇到许多经济阻碍,进而限制“双碳”目标的顺利实现。
2电化学储能技术
电化学储能技术是目前储能技术中的1种技术,技术使用比较成熟,使用场合也比较普遍,目前在市场上的电化学设备有锂电池、铅酸电池这2类。在政策的推动下,国内可再生能源大规模并网、火电机组调频辅助的不断发展刺激了市场需求量,让电化学储能呈现出高速发展。风电资源的不稳定性让风机出力具备随机与波动性,部分甚至存在“反调峰特性”,光伏发电与负荷需求呈现出相关性,但是也无法满足经济越发增长的需求。随着光伏并网项目配置储能装置后实现调峰功能,如白天的低谷时段,可以调低输出功率节省用电能耗;在夜晚和用电高峰时段,提高输出功能。在装备这种储能之后实现了调峰,同时也可以实现不同时段电价的调节。因此在实际运作中,需配置合适的储能系统容量即可得到合理的收益,部分甚至可以让收益超出预期。
火电机组辅助调频服务是电源化学储能技术,在近年才得以推广,国外已推广多年,随着国内电力市场的不断发展,火电机组辅助调频越来越旺盛,部分区域尝试建设区域性调频市场来配置储能服务。对于大部分企业而言,大型火电机组配建设储能系统对整个市场的推动发展都有积极意义,结合目前市场上的项目,列举国内部分火电储能联合调频项目。
3发电侧储能系统运行控制策略
电源管理系统是电源和信息管理的组合。对具有不同目标的新能源和化学能源系统共享策略的研究是当前的方向,考虑到了能源验证的目标和制约因素、经济、系统可靠性以及大型新能源和化学能源系统在发电和电网领域的安全。共同考虑不同的能源利用率,结合基于实时能力瓶颈的能源预测技术,根据实时能源价格等因素构建执行最佳性能指标的模型,与能源优化控制策略进行有效协调,同时跟踪能源计划,并通过基于特定面荷载的照明系统共享控制策略最大限度地提高照明利用率。
4电化学储能在新能源发电侧的应用
4.1输出连续稳定
节省的空间使存储系统能够快速充电,以调整性能,并在气流和流量因环境条件或设备性能不均衡而发生变化时保持一致、稳定的性能。根据能源波动的实际特点,必须正确选择能源类型、性能、容量和相应的控制策略。风力/光能传递预测值不可靠。通过配置具有特定容量的存储系统,新的发电厂可以根据计划的利用率曲线或计划命令来控制电源单元的加载过程,并将实际性能与计划的利用率曲线尽可能接近,从而有效地协调一段时间内的性能计划跟踪策略。同时,存储系统有助于提高短期能源预测的准确性和准确性,并进一步减少短期中断造成的能源预测。多级优化配置中的组合存储容量,可应对强风的剧烈波动和混合电源容量的优化。组合储存容量会根据爆炸的结果分成阶段。一项研究发现,原始风是在小波浪壳的基础上产生的,目的是通过应用电源管理协调准则,确保平稳的输出性能。
4.2二次频率
与风电场的大规模运行相关,传统电动马达不能满足性能和频率要求,而存储系统则提供快速响应和高效的能量转换,以弥补传统电动机的功率不足。电力系统的频率利用率效应是水电站的1.7倍,是燃气发电厂的2.5倍,是燃煤发电厂的20倍以上。必须更换以下观察到的亮转矩:第一,性能优化和性能降级可以相互实现,灵活高效。第二,输出功率可根据工作负荷精确跟踪和调整速度。第三,由于电机设置缓慢,AGC指令执行后电机无法再快速转向方向,可能导致设置延迟、转速偏差和设置问题。存储系统响应迅速,可以在两个方向进行调整,而不会出现这些问题。
4.3峰值货物仓库
根据系统负荷的峰值特性,在利用率较低时存储额外的功耗。它与功耗相结合,从电网中供电(作为电网中的备用容量)。在峰值负载期间释放电池中存储的能量,从而降低网络的峰值负载,从而在峰值负载期间提供稳定的电源。风力和照明能源的功能相辅相成,通过风电场的共同规划模型降低系统的负峰值容量极限,以最低的能耗实现新能源的最大容量。此外,您还可以通过处理或去除灯光,最大限度地减少停电及其在有限停电时的好处。但是,由于存储和光损失的成本,不建议再利用能源消耗来确定新能源的主要方向。
4.4电压支持
支持的动态故障是由于设备主体的补偿损失,如电容器不够。电化学存储可以通过调整输出电流容量,利用动态存储变压器(PC)、电信和控制设备来调整管路电压。非功能支持通常适用于性能密集型应用程序,不消耗电池内存,但相对较短,但允许频繁访问,而且由于响应速度,延迟敏感型电压的质量可以显着提高。
结束语:
综上所述,通过对碳中和碳达峰、电化学储能技术以及电化学储能在新能源发电侧的应用进行深入研究,可以全面掌握我国电力系统的实际运行情况。合理应用新能源,使我们能够开展更多的科学工作,有效解决巨大的能源短缺问题,提高系统整体稳定性,不断提高性能。
参考文献:
[1]朱晟,彭怡婷,闵宇霖,等.电化学储能材料及储能技术研究进展[J].化工进展,2021,40(9):4837-4852.
[2]段聪.电网侧电化学储能的应用研究[J].电力系统装备,2021(22):13-15.
[3]张宝锋,童博,冯仰敏,等.电化学储能在新能源发电侧的应用分析[J].热力发电,2020,49(8):13-18.
[4]李晓瑜.电化学储能在新能源发电侧的应用[J].光源与照明,2021(8):47-48.
[5]李辰.电化学储能技术分析[J].电子元器件与信息技术,2019,3(6):74-78.
[6]黄希伟.电化学储能在发电侧的应用[J].百科论坛电子杂志,2019(11):241-242.