淺淡新型電力系統下的儲能技術

摘要：針新型電力系統是新型能源體系的重要載體，具備清潔低碳、安全可控、靈活高效、智能友好、開放互動五大特征。儲能技術在新型電力系統構建中扮演著的角色，是實現五大特征的重要引擎，也是保障電力持續可靠供應、保障電網安全穩定運行、促進新能源高效消納（簡稱“兩保一促”）的基礎支柱。

關鍵詞：電力系統；儲能技術；新能源

0.引言

隨著新型電力系統已經正式邁入“路徑設計”及“實施”的關鍵階段。2023年7月11日，召開全面深化改革委員會二次會議，審議通過了《關于深化電力體制改革加快構建新型電力系統的指導意見》，強調要科學合理設計新型電力系統建設路徑。同日《中國電力報》刊發電網有限公司辛保安董事長署研究”，闡釋新型電力系統構建中的關鍵難點。可以肯定的是，在新型電力系統建設的不同階段，儲能技術都將持續發揮重要作用，非常有必要在頂層設計的基礎上，完善儲能系統的理論方法，促進儲能數字化智能化（簡稱數智化）技術創新，服務好支撐電源側高比例可再生能源廣泛接入、電網側資源安全高效靈活配置、負荷側多元負荷需求的戰略目標。

1.開發背景

當基于上述背景，《供用電》邀請我們共同策劃了“新型電力系統下的儲能技術”專題，組織了5篇技術論文。面向數智化發展的電化學儲能電站創新應用新需求與新挑戰，中國電力科學研究院有限公司李相俊等在分析我國電化學儲能技術發展現狀的基礎上，提出了儲能電池、儲能變流器、儲能電站的數智化應用新思路與新方法，并展望了電化學儲能電站數字化智能化應用前景；針對愈加復雜的微電網黑啟動問題，北京信息科技大學劉佳豪等綜合考慮儲能荷電狀態及分布式電源出力不確定性的影響，提出了一種基于分布式電源黑啟動能力在線評估的微電網動態黑啟動策略，該策略可避免電源實際出力小于負荷需求而導致黑啟動失敗，也可減少電源實際出力過剩而導致的能源浪費；針對電池儲能電站中鋰離子電池的安全風險與優化運行問題，中國電力科學研究院有限公司李焓寧等兼顧電池儲能單元的荷電狀態、健康狀態和安全狀態，提出了一種電池儲能電站能量管理策略，該策略保證了儲能系統的安全運行，具有良好的荷電狀態平衡效果，且電池儲能電站能夠更好地參與電力系統調度；針對改善風力發電出力特

性的問題，國網福建省電力有限公司電力科學研究院陳金玉等提出了一種面向功率平抑的風-儲系統魯棒模型預測控制技術，相比于其他技術，所提魯棒模型預測控制策略對風電波動的平抑效果更佳，且對不同水平的風電預測誤差具有更強的適應性；針對電壓暫降防治問題，國網湖北省電力有限公司電力科學研究院劉曼佳等提出了一種基于構網型儲能變流器的電壓暫降分級治理策略，該策略能夠有效支撐并網點電壓，保證了工業園區重要敏感負荷的穩定運行。

2.安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統解決方案

2.1概述

安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統具有完善的儲能監控與管理功能，涵蓋了儲能系統設備(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、數據查詢與分析、可視監控、報警管理、統計報表等功能。在高級應用上支持能量調度，具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統對電池組性能進行實時監測及歷史數據分析、根據分析結果采用智

能化的分配策略對電池組進行充放電控制，優化了電池性能，提高電池壽命。系統支持Windows操作系統，數據庫采用SQLServer。本系統既可以用于儲能一體柜，也可以用于儲能集裝箱，是專門用于儲能設備管理的一套軟件系統平臺。

2.2適用場合

系統可應用于城市、高速公路、工業園區、工商業區、居民區、智能建筑、海島、無電地區可再生能源系統監控和能量管理需求。

2.2.1工商業儲能四大應用場景

1）工廠與商場：工廠與商場用電習慣明顯，安裝儲能以進行削峰填谷、需量管理，能夠降低用電成本，并充當后備電源應急；

2）光儲充電站：光伏自發自用、供給電動車充電站能源，儲能平抑大功率充電站對于電網的沖擊；

3）微電網：微電網具備可并網或離網運行的靈活性，以工業園區微網、海島微網、偏遠地區微網為主，儲能起到平衡發電供應與用電負荷的作用；

4）新型應用場景：工商業儲能積極探索融合發展新場景，已出現在數據、5G基站、換電重卡、港口岸電等眾多應用場景。

2.3系統結構

2.4系統功能

2.4.1實時監測

微電網能量管理系統人機界面友好，應能夠以系統一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運行狀態，實時監測各回路電壓、電流、功率、功率因數等電參數信息，動態監視各回路斷路器、隔離開關等合、分閘狀態及有關故障、告警等信號。其中，各子系統回路電參量主要有：三相電流、三相電壓、總有功功率、總無功功率、總功率因數、頻率和正向有功電能累計值；狀態參數主要有：開關狀態、斷路器故障脫扣告警等。

系統應可以對分布式電源、儲能系統進行發電管理，使管理人員實時掌握發電單元的出力信息、收益信息、儲能荷電狀態及發電單元與儲能單元運行功率設置等。

系統應可以對儲能系統進行狀態管理，能夠根據儲能系統的荷電狀態進行及時告警，并支持定期的電池維護。

微電網能量管理系統的監控系統界面包括系統主界面，包含微電網光伏、風電、儲能、充電樁及總體負荷組成情況，包括收益信息、天氣信息、節能減排信息、功率信息、電量信息、電壓電流情況等。根據不同的需求，也可將充電，儲能及光伏系統信息進行顯示。

圖2系統主界面

子界面主要包括系統主接線圖、光伏信息、風電信息、儲能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統計列表等。

2.4.2光伏界面

圖3光伏系統界面

本界面用來展示對光伏系統信息，主要包括逆變器直流側、交流側運行狀態監測及報警、逆變器及電站發電量統計及分析、并網柜電力監測及發電量統計、電站發電量年有效利用小時數統計、發電收益統計、碳減排統計、輻照度/風力/環境溫濕度監測、發電功率模擬及效率分析；同時對系統的總功率、電壓電流及各個逆變器的運行數據進行展示。

2.4.3儲能界面