淺談儲能電站在新能源發電中的應用

hth下载地址 陳聰

摘要：獨立電池儲(chu) 能電站是解決(jue) 新能源發電係統波動性和不穩定性問題的關(guan) 鍵設備。然而，在新能源發電中，獨立電池儲(chu) 能電站也存在一係列問題，如缺乏科學的盈利模式，影響運行經濟效果，同時也存在電網接入問題、儲(chu) 能技術有待優(you) 化問題。本文將分別從(cong) 這些方麵探討獨立電池儲(chu) 能電站的應用問題和策略，以期為(wei) 獨立電池儲(chu) 能電站的推廣以及其在新能源發電中的應用提供一些參考。

關(guan) 鍵字：新能源；獨立電池儲(chu) 能電站；發電；應用

0.引言

隨著可再生能源的發展和應用，新能源發電係統的應用越來越廣泛。然而，由於(yu) 新能源發電係統的波動性和不穩定性，使得其應用受到了諸多限製。為(wei) 了更好地解決(jue) 這些問題，獨立電池儲(chu) 能電站應運而生。獨立電池儲(chu) 能電站能夠將電能進行儲(chu) 存並在需要時釋放出來供電，從(cong) 而增加係統的穩定性和可靠性。不過，在將獨立電池儲(chu) 能電站應用於(yu) 新能源發電的過程中也產(chan) 生了一些問題。為(wei) 了充分發揮獨立電池儲(chu) 能電站在新能源發電中的應用價(jia) 值，有必要采取科學的措施，及時解決(jue) 相關(guan) 問題。

1.獨立電池儲(chu) 能係統介紹

獨立電池儲(chu) 能係統是指一種通過把電能進行存儲(chu) ，而在需要時釋放出來，以供應給用戶使用的電力儲(chu) 能係統。而蓄電池組、PCS儲(chu) 能變流器儲(chu) 能係統的重、隔離變壓器、BMS電池管理係統和EMS能量管理係統則是獨立電池要組成部分，在充分發揮獨立電池儲(chu) 能電站的價(jia) 值中起著*要作用。（1）蓄電池組是指由多個(ge) 電池單元組成的電池組合體(ti) ，用於(yu) 儲(chu) 存電能。在獨立電池儲(chu) 能係統中，蓄電池組是*基本的組成部分，其承擔著儲(chu) 存電能的功能。目前，常用的蓄電池技術包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉離子電池等。（2）PCS儲(chu) 能變流器是一種能夠將直流電能轉換*交流電能的裝置。在獨立電池儲(chu) 能係統中，PCS的主要作用是將蓄電池組所儲(chu) 存的直流電能轉換*交流電能，以供應電網或者其他負載使用。（3）隔離變壓器是一種能夠將電能從(cong) 一個(ge) 電路轉移到另一個(ge) 電路的裝置。在獨立電池儲(chu) 能係統中，隔離變壓器主要承擔著隔離電池組和PCS之間的電氣連接，保障係統的安全性和穩定性。（4）BMS電池管理係統是一種能夠對蓄電池組進行監測、控製、管理的係統。在獨立電池儲(chu) 能係統中，BMS主要承擔著對蓄電池組進行SOC（電池組剩餘(yu) 電量）和SOH（電池組健康狀態）的監測和管理，以保證係統的可靠性和安全性。（5）EMS能量管理係統是一種能夠對電池儲(chu) 能係統進行整體(ti) 調度、管理的係統。在獨立電池儲(chu) 能係統中，EMS主要承擔著整體(ti) 調度和管理電池組PCS、隔離變壓器、負載等設備的能量流動，以*大限度地提高係統效率和經濟性。

2.獨立電池儲(chu) 能電站在新能源發電中的應用現狀

用戶端分布式發電及微電網中儲(chu) 能的應用以及集中式風光電站（可再生能源並網）儲(chu) 能應用是獨立電池儲(chu) 能電站在新能源發電中的應用類型。本文主要從(cong) 這兩(liang) 大類型的角度研究了獨立電池儲(chu) 能電站在新能源發電中的應用現狀。（1）用戶端分布式發電及微電網中儲(chu) 能的應用。我國用戶端分布式發電及微電網中儲(chu) 能的應用已經得到了快速發展，主要分布在城市和農(nong) 村地區。在城市地區，一些大型商業(ye) 、工業(ye) 用戶和住宅社區已經開始采用太陽能光伏電池板和儲(chu) 能設備實現自給自足的能源供應。另外，在農(nong) 村地區，許多偏遠地區的村莊也開始使用分布式發電和儲(chu) 能技術解決(jue) 能源供應問題。目前，我國的用戶端分布式發電及微電網中儲(chu) 能的應用已經取得了一定的進展。根據**能源局的數據，截至2020年年底，我國的分布式光伏發電裝機容量達到了48.4GW，分布式風電裝機容量達到了11.2GW。同時，我國也提出了一係列政策和措施，支持分布式能源發展，並鼓勵相關(guan) 企業(ye) 和機構加強技術研發和應用推廣。（2）集中式風光電站（可再生能源並網）儲(chu) 能應用。集中式風光電站分布在全國各地，其中主要分布在風力和光照資源較為(wei) 豐(feng) 富的地區，如內(nei) 蒙古、甘肅、新疆、青海等地。當前，我國的可再生能源發展較為(wei) 迅速，集中式風光電站的建設和應用也在快速推進。截至2021年年底，我國的可再生能源裝機容量已達有史以來*高的1.21億(yi) 千瓦，其中風力發電裝機容量達到了3.1億(yi) 千瓦，光伏發電裝機容量達到了2.7億(yi) 千瓦。集中式風光電站的建設和應用在這一進程中發揮了*要作用。另外，我國的集中式風光電站已經取得了一係列進展和成果。例如，內(nei) 蒙古的大唐集團已經建設了數十個(ge) 風電場，總裝機容量超過了15億(yi) 千瓦時；甘肅的華能集團也建設了多個(ge) 光伏電站，總裝機容量超過了1億(yi) 千瓦時。

3.獨立電池儲(chu) 能電站在新能源發電中的應用問題

3.1缺乏盈利模式

獨立電池儲(chu) 能電站在新能源發電中的應用麵臨(lin) 著盈利模式不明的問題。由於(yu) 獨立電池儲(chu) 能電站與(yu) 傳(chuan) 統電網之間的連接較為(wei) 獨立，缺乏統一的管理和運營模式，企業(ye) 在投資和建設獨立電池儲(chu) 能電站時難以確定收益來源。例如，一家企業(ye) 投資建設了一座獨立電池儲(chu) 能電站，並與(yu) 當地電網進行連接。對於(yu) 企業(ye) 來講，其需要承擔電池的采購、安裝和運營等成本。然而，由於(yu) 電價(jia) 的波動和政策的變化，企業(ye) 難以確定儲(chu) 能電站的收益來源，無法保證該項目的盈利能力。此外，由於(yu) 新能源發電的不穩定性和季節性，儲(chu) 能電站的負載率也較低，導致投**報周期較長，難以吸引資本市場的關(guan) 注。

3.2電網接入問題

由於(yu) 獨立電池儲(chu) 能電站的容量較大，需要與(yu) 電網進行連接，以實現與(yu) 用戶和其他電源的能量交換，但是電網接入的難度較大，主要表現在以下幾個(ge) 方麵：首先，電網接入需要符合一定的技術標準和安全要求，例如，需要滿足電壓、頻率等技術指標，以此保證與(yu) 電網的穩定運行。此外，電網接入還需要考慮安全風險，如考慮電池的短路、漏電、過充等問題，便於(yu) 防止對電網和用戶造成安全隱患。其次，電網接入還需要考慮電網運營商的管理和運營模式。傳(chuan) 統電網運營商的管理和運營模式相對保守，難以適應新能源發電和儲(chu) 能電站的接入。主要表現在以下方麵：傳(chuan) 統電網運營商的管理和運營模式主要是基於(yu) **化的發電和配電模式，缺乏靈活性和可擴展性，導致電網的網損率較高。而新能源發電和儲(chu) 能電站的接入可以提高電網的可靠性和穩定性，降低網損率，但傳(chuan) 統電網運營商難以有效管理和運營。

3.3儲(chu) 能技術不足

獨立電池儲(chu) 能電站在新能源發電中的應用還麵臨(lin) 著儲(chu) 能技術不足的問題。目前，電池儲(chu) 能技術雖然取得了一定的進展，但是還存在以下問題：一方麵，電池儲(chu) 能密度不夠高。目前，市場上主要使用的電池儲(chu) 能技術包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等，但是這些電池的儲(chu) 能密度相對較低，無法滿足大規模儲(chu) 能需求。以鋰離子電池為(wei) 例，鋰離子電池的能量密度一般在100～250Wh/kg，相對其他電池儲(chu) 能技術已經算是較高的了，但是對於(yu) 大規模儲(chu) 能來說仍然不夠。另一方麵，電池儲(chu) 能成本較高。電池儲(chu) 能技術的成本主要包括電池材料成本、生產(chan) 成本、維護成本等，目前電池儲(chu) 能的成本較高，難以實現大規模應用。以生產(chan) 成本為(wei) 例，鋰離子電池的生產(chan) 成本主要包括工藝成本、設備成本、人力成本等。目前，鋰離子電池生產(chan) 需要高精度的設備和工藝，生產(chan) 過程中需要大量的人力投入，這些都會(hui) 增加鋰離子電池的生產(chan) 成本。

4.獨立電池儲(chu) 能電站在新能源發電中的應用策略

4.1優(you) 化盈利模式

為(wei) 提高盈利水平，發揮獨立電池儲(chu) 能電站的應用價(jia) 值，可以采取多元化的盈利模式。例如，企業(ye) 可以將一些獨立電池儲(chu) 能電站與(yu) 電力市場掛鉤，通過買(mai) 賣電力來獲得收益。另外，企業(ye) 可以將獨立電池儲(chu) 能電站作為(wei) 服務提供商，向電力公司和用戶提供儲(chu) 能、調峰等服務，以此獲得收益。另外，當前，**有必要深入地研究該項目，把握項目運營管理要點，以此加大獨立電池儲(chu) 能電站在新能源發電中的應用力度，保證相關(guan) 主體(ti) 的經濟發展效益。

4.2加強電網接入

新能源發電已成為(wei) 當今全球能源行業(ye) 的熱點領域，而獨立電池儲(chu) 能電站在新能源發電中的應用也越來越受到關(guan) 注。然而，獨立電池儲(chu) 能電站的接入麵臨(lin) 著許多困難和挑戰，其中**要的是電網接入問題。為(wei) 了實現獨立電池儲(chu) 能電站的有效應用，*須加強電網接入，以確保其與(yu) 電網的穩定運行、安全交互和*效利用。本次主要從(cong) 以下方麵提出了對策，希望能夠提高電網接入水平。（1）製定電池儲(chu) 能電站接入標準。製定符合電池儲(chu) 能電站接入的技術標準和安全要求，明確電壓、頻率等技術指標，規定電池儲(chu) 能電站的短路、漏電、過充等問題的防範措施。（2）建立電池儲(chu) 能電站接入審核機製。建立電池儲(chu) 能電站接入審核機製，對電池儲(chu) 能電站進行審核，確保電池儲(chu) 能電站符合接入標準和要求，同時監管電池儲(chu) 能電站的運行情況，及時發現和處理問題。（3）加強電池儲(chu) 能電站與(yu) 電網的協調。加強電池儲(chu) 能電站與(yu) 電網的協調，規定電池儲(chu) 能電站的輸出功率和電網的負荷需求相匹配，避免對電網造成不必要的影響。（4）推廣智能電網技術。智能電網技術可以有效解決(jue) 傳(chuan) 統電網運營商的管理和運營模式相對保守的問題，提高電網的可靠性和穩定性，降低網損率。同時，智能電網技術可以實現電池儲(chu) 能電站與(yu) 電網的無縫連接，實現能量的*效交換。

4.3發展儲(chu) 能技術

儲(chu) 能技術在提高獨立電池儲(chu) 能電站在新能源發電中的應用水平中起著*要作用，為(wei) 此有必要積*發展儲(chu) 能技術，便於(yu) 為(wei) 獨立電池儲(chu) 能電站建設以及新能源發電提供支持。具體(ti) 可以從(cong) 以下方麵開展工作：首先，加強電池儲(chu) 能技術的研發和創新，提高電池儲(chu) 能密度和降低成本。例如，開發新型電池材料，提高儲(chu) 能密度；優(you) 化生產(chan) 工藝，降低生產(chan) 成本；開發新的儲(chu) 能技術，如液流電池技術、*級電容器技術等。通過技術創新和優(you) 化，提高電池儲(chu) 能技術的性能和降低成本，以滿足大規模應用的需求。其次，建立健全的政策體(ti) 係和市場機製，促進電池儲(chu) 能技術的應用和推廣。例如，加大製定政策支持力度，鼓勵企業(ye) 加大對電池儲(chu) 能技術的投入和研發；建立健全的市場機製和交易規則，促進電池儲(chu) 能技術的應用和交易；加強對電池儲(chu) 能技術的標準化和規範化管理，提高儲(chu) 能技術的穩定性和可靠性。*後，加強國際合作和技術交流，加大電池儲(chu) 能技術的創新和應用。例如，開展國際合作項目，共同研究和開發新型電池儲(chu) 能技術；加強國際技術交流和合作，吸收國際**技術和經驗，推動電池儲(chu) 能技術的發展和應用。總之，通過做好以上國際合作和技術交流工作，就容易提高電池儲(chu) 能技術水平和質量，促進其在新能源發電中的應用。

5.Acrel-2000ES儲(chu) 能櫃能量管理係統

5.1係統概述

hth下载地址儲(chu) 能能量管理係統Acrel-2000ES，專(zhuan) 門針對工商業(ye) 儲(chu) 能櫃、儲(chu) 能集裝箱研發的一款儲(chu) 能EMS，具有完善的儲(chu) 能監控與(yu) 管理功能,涵蓋了儲(chu) 能係統設備(PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息,實現了數據采集、數據處理、數據存儲(chu) 、數據查詢與(yu) 分析、可視化監控、報警管理、統計報表等功能。在應用上支持能量調度,具備計劃曲線、削峰填穀、需量控製、防逆流等控製功能。

5.2係統結構

Acrel-2000ES，可通過直采或者通過通訊管理或串口服務器將儲(chu) 能櫃或者儲(chu) 能集裝箱內(nei) 部的設備接入係統。係統結構如下：

5.3係統功能

5.3.1實時監測

係統人機界麵友好，能夠顯示儲(chu) 能櫃的運行狀態，實時監測PCS、BMS以及環境參數信息，如電參量、溫度、濕度等。實時顯示有關(guan) 故障、告警、收益等信息。

5.3.2設備監控

係統能夠實時監測PCS、BMS、電表、空調、消防、除濕機等設備的運行狀態及運行模式。

PCS監控：滿足儲(chu) 能變流器的參數與(yu) 限值設置；運行模式設置；實現儲(chu) 能變流器交直流側(ce) 電壓、電流、功率及充放電量參數的采集與(yu) 展示；實現PCS通訊狀態、啟停狀態、開關(guan) 狀態、異常告警等狀態監測。

BMS監控：滿足電池管理係統的參數與(yu) 限值設置；實現儲(chu) 能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監測；實現電池充放電狀態、電壓、電流及溫度異常狀態的告警。

空調監控：滿足環境溫度的監測，可根據設置的閾值進行空調溫度的聯動調節，並實時監測空調的運行狀態及溫濕度數據，以曲線形式進行展示。

UPS監控：滿足UPS的運行狀態及相關(guan) 電參量監測。

5.3.3曲線報表

係統能夠對PCS充放電功率曲線、SOC變換曲線、及電壓、電流、溫度等曆史曲線的查詢與(yu) 展示。

5.3.4策略配置

滿足儲(chu) 能係統設備參數的配置、電價(jia) 參數與(yu) 時段的設置、控製策略的選擇。目前支持的控製策略包含計劃曲線、削峰填穀、需量控製等。5.3.5實時報警

儲(chu) 能能量管理係統具有實時告警功能，係統能夠對儲(chu) 能充放電越限、溫度越限、設備故障或通信故障等事件發出告警。

5.3.6事件查詢統計

儲(chu) 能能量管理係統能夠對遙信變位，溫濕度、電壓越限等事件記錄進行存儲(chu) 和管理，方便用戶對係統事件和報警進行曆史追溯，查詢統計、事故分析。

5.3.7遙控操作

可以通過每個(ge) 設備下麵的紅色按鈕對PCS、風機、除濕機、空調控製器、照明等設備進行相應的控製，但是當設備未通信上時，控製按鈕會(hui) 顯示無效狀態。

5.3.8用戶權限管理

儲(chu) 能能量管理係統為(wei) 保障係統安全穩定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）。可以定義(yi) 不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為(wei) 係統運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

6.相關(guan) 平台部署硬件選型清單

7結語

綜上所述，獨立電池儲(chu) 能電站的應用已經成為(wei) 新能源發電中不能或缺的組成部分。從(cong) 太陽能光伏發電、風力發電、微電網、智能電網、電動汽車充電等方麵來看，獨立電池儲(chu) 能電站都具有廣泛的應用前景。相信隨著技術的不斷發展和政策的不斷完善，獨立電池儲(chu) 能電站將為(wei) 新能源發電提供更多的保障。

參考文獻

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