新能源侧储能配置方法介绍

引言

储能项目的示范应用和负荷优化仍处于运行性能验证水平，面临数量少、容量不理想的问题，缺乏一定的数据验证。此外，储能作为电力系统中重要的能源调节资源，除了参与需求响应外，储能资源与新能源发电、可调负荷之间的友好互动，提高区域电能质量，减少碳排放也具有较高的讨论价值，发电厂、大型工业用户和居民地理环境作为综合考虑因素，做好储能位置布局，在统一调度管理的基础上，可在后续研究中进行更深入的讨论。

1.电网侧储能现状。

在电源侧安装储能系统，可以补充各种发电设备的贡献，提高电源设备外部特性的稳定性和可控性，从而保证电力系统的安全性和稳定性。在目前的情况下，个别地区的电化学储能采用火电联合调频模式获得了良好的效益，但尚未形成完整的商业模式和良好的利益共享机制。在市场空间方面，目前收入较高的联合火电调频受国家政策的限制，发展空间有限。未来，电力侧储能将更倾向于新能源消耗的应用方向，即储能+新能源模式。在技术特点方面，风电、光伏具有自身的特点，技术上光伏+储能的应用障碍较低。光伏发电的贡献按天数计算，相对稳定，储能设备的充电周期可以按日进行，风电具有明显的季节特点，如何高效，经济配置储能系统已成为一个巨大的挑战。在盈利模式方面，储能+新能源模式的主要问题是收入模式的模糊性和利益分配机制不明确，储能成本的下降速度与应用场景的收入曲线没有很好地匹配。

2储能配置方法。

2.1不确定配置方法。

新能源输出、功率预测、电网消耗能力等方面的不确定性带来了储能需求的不确定性。针对这些不确定性，不确定性规划理论被用来解决储能配置问题。不确定性规划包括随机规划、模糊规划、鲁棒优化等方法。其中，随机规划和鲁棒优化被广泛应用于新能源侧的储能配置问题。通过新能源电站储能的配置，新能源+储能既不经济也不现实。机会约束规划是将传统优化中完全满足约束的优化方法，软化为满足约束条件的概率高于信任水平的优化方法。基于机会约束模型，区域电网的储能配置研究反映了机会约束的最小概率和管理者的风险承担水平。

2.2系统频率响应指标主导参数分析。

频率控制参数直接决定了系统的频率响应特性，主导参数对系统频率响应指标的影响更大。因此，明确关键参数在频率响应不同阶段的作用，有利于根据实际电网的调频需要合理选择频率控制策略。轨迹灵敏度是指系统参数小变化时系统动态轨迹的变化程度，可以反映系统时域轨迹与参数之间的关系。主导参数可以通过解决系统频率偏差的轨迹灵敏度来确定。

2.3虚拟电厂模式。

虚拟电厂模式集成了各种用户的储能系统，通过先进的技术优化系统运行，参与电网辅助服务，获得应用收入。更适合具有专业技术实力的电网企业领导实施。电网统一调度管理后的分布式储能系统不仅可以通过调频、备用容量等方式参与电力市场，还可以帮助输配电系统，发挥延迟输配电扩容升级、电压支持、需求响应等方面的多重价值。目前，国家电网和南方电网公司已开始在国内市场建立项目接入平台，布局虚拟电厂业务。在虚拟电厂模式下，能够集成储能系统进行分析，优化控制系统平台（即云平台）至关重要。系统需要从施工负荷中获取技术数据，从市场中获取价格信息，同时接收天气信息，大量信息需要软件进行实时管理。当需求得到优化时，平台可以帮助用户实时响应成本。

2.4压缩空气储能。

压缩空气储能（CAES）是一种提供电力以满足电力系统峰值负载要求的技术。它结合了最先进的燃气轮机和地下储存层。储存层可能是含水层、盐腔或开采的硬岩洞穴。燃气轮机的压缩机和涡轮机将交替连接到电机/发电机上，以便在不同的时间段运行。在夜间和周末的非高峰时段，低成本电力用于压缩储存在地下水库中的空气。在白天的高峰负荷下，取出储存中的压缩空气，与燃料混合，燃烧并通过涡轮膨胀产生高峰功率。与目前用于提供峰值功率的简单循环燃气轮机相比，这一概念将传统CAES系统的石油燃料消耗减少了60%以上。一些先进的CAES系统根本不需要任何石油燃料。

研究展望新能源侧储能配置方法。

随着双碳目标的提出，新能源将继续大规模快速发展，新能源消耗压力将越来越大。同时，各种储能技术的快速迭代和成本的持续下降，从技术供给侧到需求侧，将进一步推动新能源侧储能应用需求的进一步演变。新能源侧储能配置方法如下。（1）在新能源比例高的背景下，系统将无法承受大规模新能源对系统灵活性调节资源的过度占用。新能源与传统电源共担系统安全稳定运行的责任和义务是未来的技术发展趋势，需要研究能源配置方法，考虑到消费和积极支持电网。在兼顾消费和主动支撑电网的情况下，储能将面临24小时连续、惯性、频率、电压支撑需求随机高频的复杂过程，需要储能和毫秒响应速度，小时连续充放电能力，同时在充放电状态频繁切换条件下使用寿命长，为保证项目的投资经济性，需要开展复杂储能条件的混合储能匹配研究和容量优化配置；（2）在我国新能源发展过程中，区域、资源禀赋、负荷、网络框架结构形成了多样化的差异化发展形式，需要考虑差异化发展背景的储能配置方法；（3）结合源网络负荷的发展趋势，研究新能源侧在电站层，区域电网层应用储能联合配置方法；（4）随着储能成本的下降和新能源侧储能技术需求的演变，新能源侧储能应用的时间规模将从日内扩大到周、月、跨季节甚至更长时间，以及新能源电解水制氢等具有空间运输能力的储能形式。储能需求具有容量大、时间长等特点，需要考虑长时间、大容量、跨季节峰值储能需求和多时间尺度储能配置方法。

结语

随着国内大规模生产和装配工艺的改进，许多国内品牌的超级电容已得到国际认可，国内储能设备延长使用寿命，缩短充电时间，提高能量密度，降低成本，预计在十四五期间取得重大突破，广泛应用于多能源互补能源系统。