新能源接入电网中储能调频的研究

张馨午

湖北工业大学          湖北武汉      430068

摘要：碳达峰、碳中和目标的提出意味着能源领域将发生深刻变革，传统视角下的保证电力供需平衡随着新能源渗透率不断提升而面临愈发严峻的挑战。风电、光伏等新能源大规模接入电网带来电力电量不平衡问题。对此，本文介绍了新能源出力特性对电网负荷的影响以及电力系统一、二次调频机理，研究了储能技术在未来对电网调频的重要意义，展现新能源优势，确保电网的安全性与稳定性。

关键词：新能源；接入电网；储能调频

引言

由于新能源存在间歇性、不稳定等特点，所以在新能源接入过程中很容易出现新的问题，对电网安全稳定运行产生不利影响，造成电网电能质量出现下降等问题。所以在研究新能源接入问题时需要从实际情况出发，明确新能源运行影响因素，了解对电网所产生的过程，在结合具体信息的基础上制定出有效的接入对策，展现新能源优势。

1新能源发展优势

在我国主要以太阳能、风能发展为主，尤其是对于可再生能源行业来讲，风力发电占据主要地位，且在社会中针对风力发展所进行的研究也是相对较多的，技术发展也是比较成熟的。可以说风能发展具有较高的发展空间，已经成为规模化开发中的重点。通过对新能源发电中各项参数检测、状态细致表面特征等进行研究，以此来解决存在的问题。根据联合国相关会议中中针对可再生新能源的定义，新能源为:油页岩、太阳能、风能、海水温差能等几大类，而我国所提出的新能源主要包含风能、太阳能、地热能等几个分类。我国新疆戈壁、吉林、黑龙江、内蒙古草原等地区中具有丰富的风力资源，借助风力资源能够产生大量电力资源。随着风机控制、驱动技术等的不断升级，又涉及到定桨距失速调解、变速变桨距调节等。目前我国光能较为强烈的区域主要集中在西北、西部、西南部地区中，因这些区域中的日照强烈度较高，能够借助光能完成发电，同时也可以实现大规模开发目标。在沿海地区中经济发展速度相对较快，建筑规模较大，可以开发与建筑物一体化的楼顶太阳能，同时也可以建设光伏发电设施。

2电网调频存在的问题

我国的北方地区电源主要是火电机组，在南方还有部分水电机组，缺少良好的调频电源，区域电网的整体调频能力有限，再加上风电、光电集中区域，新能源大量上网，迫切需要增加AGC的调频需求。尤其在北方地区，主要是火电机组进行调频，火电机组长期繁重的AGC调节任务，会增加机组耗煤量，易造成设备磨损严重等问题。

3新能源影响应对措施

3.1解决电压波动问题

随着新能源的不断发展，对电网运行稳定性、基础性电能质量等方面有着直接影响。所以就需要结合使用情况，针对电网建设安全要求等进行分析，做好统筹管理工作，从实际情况出发，在维护效果的基础上确保管理模式与要点的平衡发展。为减少新能源接入所产生的负面影响，就需要工作人员及时整合管理要点，建立出有效的控制机制，确保在发电系统中可以满足无功功率等方面的要求，最大限度降低电压波动所产生的不利影响，并通过集中设置合理性务工补偿装置等方式，结合具体要求与控制规范，全面提升操作管理有效性。目前所使用的无功补偿装置中主要涉及到动态电压恢复器、静止无功补偿器等，通过制定出有效的、完善的补偿机制，能够避免出现电压异常波动等问题，同时也可以提升整体运行有效性，减少对运行质量等方面所产生的影响。

3.2提升频率管理效果

在进行新能源接入对电网安全运行影响研究工作时，就需要从具体情况出发，针对实际应用处理工序等进行分析，以降低新能源发电与电网频率等方面所产生的不利影响，就需要结合具体情况，找准应用要点，采取有效的管理措施，展现调度运行功能优势，针对设备备用容量处理方式等进行研究，构建出合理化的管理机制，不断提升控制效果，配备无功补偿、调解机制，满足电网安全运行需求，提升运行稳定性。此外还需要针对项目进行情况进行分析，避免谐波对整体运行产生不利影响，最大限度提升频率管理有效性，提高和谐化水平，构建出完善的处理机制，及时降低、控制谐波所产生的不利影响，进而保障电网运行安全。

3.3降低冲击电流影响

冲击电流会对电网安全稳定运行产生直接影响，所以在保障电网安全稳定运行质量是就需要工作人员做好深入研究工作，针对具体问题进行具体分析，构建出合理化的控制管理机制，并使用科学有效的方式做好控制工作，加大控制力度。一是发挥人工干预作用，保障发电过程中发电机组能够及时启动，在提升整体合理性的基础上减少对电网所产生的冲击电流。二是借助串接电抗设备被，做好风力发电机、三相电网调整工作，全面提升应用协同效果，避免电压运行体系中出现大福度电压降低等问题，保障管理工作的高效开展，解决存在的问题。

4储能技术调频研究

4.1储能调频性能研究

对于通过储能进行电力系统调频性能的研究主要集中在国外，国内研究较少，目前的研究集中在对储能性能主要是从效率指标、经济性能、技术性能等角度进行研究，对于影响调频电源的综合因子的研究并未进行。单单从国外的实际运行情况看，与传统燃煤机组、燃气发电机组相比，储能调频在调节精准度和速率方面具有较为优越的性能，能够显著提升区域电网的调频效率，而且调频容量也会增大。作为电网的一种有效的辅助调频手段，正在被接受，但是如何评价储能调频的高效性，仍然需要进一步研究。

4.2储能调频的技术研究

对于储能控制技术的研究，国内研究成果较少，仅提出了广域储能电源协调控制，将储能电源参与电网的各项应用，总体上提出了储能的工作模式和控制策略。相较于国内研究，国外对于储能的研究相对成熟，对于储能电源、新能源接入电网的仿真模型和控制策略，对于储能电源参与电网调频的经济技术因素以及可行性做了较为全面的研究。对于储能参与电力系统的调频仍然存在以下问题：一是随着新能源接入电网规模越来越大，电网结构更加复杂，但是现在建立的储能调频模型相对简单，并不能很好地将电力系统、储能以及新能源等因素进行高度融合，仿真出来的数据不够全面；二是结合储能电源以及新能源等电源，研究预测控制在调频领域内的应用具有重要价值，形成多时间尺度协调控制技术仍然有待于进一步探索，在电网调频中预测控制采用集中式还是分散式仍需要研究。

结束语

综上所述，新能源出力随着季节、温度以及在一天中的时间段都有较大变化，新能源等新型电源的接入，电网结构更加复杂，在传统机组调频的基础上，依托储能装置的优势进行辅助调频，可以有效提高未来电力系统的稳定性、可靠性。由于技术原因，目前储能调频技术应用在电网中仍然较少，未来对于储能相关技术的研究仍然需要进一步加深。

参考文献

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