新能源并网及储能技术分析

张冬 王峰

摘  要：随着科学技术的进步以及社会经济的发展，促使现阶段对于清洁能源的使用较为普遍和广泛。不可再生能源对于环境的危害较为严重，为实现高效的长时间推动社会发展，社会的发展需要众多的能源作为支撑动力，为保证对能源的可持续性使用，近几年人们将注意力集中在新能源的開发过程中。本文对新能源分布式电源类型进行分析，通过新能源分布式电源并网对配电网的干预性、储能技术等方面做以深入探讨，希望能为相关人士提供有效参考。

关键词：新能源并网  储能技术  飞轮储能   分析

中图分类号：TM721                            文献标识码：A                 文章编号：1674-098X（2020）08（c）-0023-03

Abstract： With the progress of science and technology and the development of social economy， the use of clean energy is more common and extensive at this stage. The harm of non renewable energy to the environment is more serious. In order to achieve efficient and long-term social development， social development needs a lot of energy as the supporting power. In order to ensure the sustainable use of energy， people have focused on the development of new energy in recent years. In this paper， the types of new energy distributed generation are analyzed， and the intervention of new energy distributed generation on distribution network， energy storage technology and other aspects are discussed in depth， hoping to provide effective reference for relevant people.

Key Words： New energy grid connection; Energy storage technology; Flywheel energy storage; Analysis

1  新能源分布式电源类型

分布式电源本质上是指可以契合负荷周围用电量，采用就近原则的方式接入到相对应的低压配电网内部电源，自身的装机规模较小，会在新能源的辅助之下，产生全新的清洁能源，稳定的供电状况，不仅保证电网运输电力的稳定性和高效性，同时也可以保障当地的经济运行质量，减少对环境的压力。使用分布式的电源以及自身具备稳定负荷就会在后期形成一个微网，在制定的条件之下能够承受大电网调整干预孤岛运转，降低电网内部存在的安全隐患。现阶段并网分布式电源会涉及风力发电、太阳能光伏发电等[1]。

1.1 风力发电

是借助风力带动内部的叶片转动，通过齿轮箱变速的调控方式辅助当前的发电机运转质量和效果，促使风能能够被直接转变为电能并进入到电网内部，是一类除去水电之外的技术，运作较为科学、前期运行成本较少、整体开发效果较为良好和优质的一类可再生能源，现阶段其自身的优势较为明显，已经在全国的范围内实现大面积的运用。

1.2 太阳能光伏发电

太阳能光伏电池是使用半导体性质的材料，在太阳的日照作用下会出现能量较强的光电反应，利用单体电池串并联的方式会生成列阵，有助于将太阳能直接转变为直流电，并将其存储在相对应的蓄电设备内部，之后依照负荷的实际需求，在并网逆转设施的帮助之下，可以将直流电转变为交流电，并可以投入在日常的使用过程中。采用此类新能源技术的光伏输出效果受到太阳日照效果和当地的温度浮动状况干预性较强。光伏发电可以不采用大量的燃料作为生产代价，整体污染性较低，可以不受时间和空间的约束，强化整体的电网调度效果，总体的运作较为合理和安全，后期的维护不需要大量的前期资金投入，整体的运行较为安全和稳定。现阶段，国内正在推行光伏扶贫项目，在农村开始使用自发自用的方式，实现余电上网，此类方式有助于全方位的促进当地贫困地区的收入状况，指导光伏产业可以实现高效的平价上网，是一种性价比较高的长时间运行的发电技术。

1.3 微型燃气轮机

微型燃气轮机是一种整体功率效果小于300kW的小型热力发电设施，通常会运用到天然气、甲烷、柴油等材料作为核心的燃料。微型燃气轮机会将空气做以压缩处理，之后通过涡轮排气余热的方式，实现和燃料的全方位融合之后会产生热力，并带动涡轮的工作，保证发电机自身具备较为稳定的电力持续性的供电，此类设施所携带的燃料消耗状况较低，能够实现多种燃料的配合使用，前期的污染状况较少，总体投资成本低，后期的遥控质量较为明显和合理，不仅可以被当做分布式电源，也能够被充当供电备用的设施运用。现阶段，热电联供产业在我国的北方地区使用较为频繁，有利于保障当地的热能使用效果，减少对环境所造成的压力，确保当前的电力系统运行质量和效率[2]。

1.4 燃料电池

因为富氢燃料以及相对应的氧化剂会存在较为强烈的化学效果，可以将化学能直接转变为电能，是燃料电池的主要运行原理。因为电池在工作的过程中内部的电解质会存在多种状况，现阶段核心的燃料电池会分为以下几种，分别为固体聚合物燃料电池、生物质能燃料电池、碱性燃料电池、磷酸燃料电池、熔融碳酸盐燃料电池以及固体氧化物燃料电池。此类电池内部的能量转换质量高，自身的适应负荷转变效果较为明显，发电性能高效，清洁效果优质，可以减少对环境的污染效果，后期的使用质量高。

2  新能源分布式电源并网对配电网的干预性

2.1 并网标准

分布式电源并网的运行应当契合前期的总体需求，控制电能的质量、内部的运行功率状况以及后续的相应状况，强化并网的同步性。标准化的分布式电源并网总体容量需要限定在合理标准范围之内，负荷不应当超过25%，并网电网内部的电压等级降低到380kV时，总体的容量管控需要被限定在200kW上下。一旦并网渗透的整体效果提高之后，工作人员就应当对配电台区开展调整，缓解在并网过程中所造成的电压短时间升高和短路的状况。在并网的环节中需要调控系统的运行质量，分布式电路以及相对应的电压数值均需要被限定在合理的范围之内。

2.2 电能质量

第一，电压闪变，一旦分布式电源因为外界的因素干预以至于脱离电力系统之后，就会对配电网造成较为严重的冲击效果，导致后期会出现电压闪变的状况。第二，谐波污染，在此过程中，分布式电源往往是借助电力电子设施和电网相连接，促使电力电子转换装置管控分布化电源被投入，并在后期开展系统性的电压调整过程中，开关元件频繁动作就会导致后续的谐波会受到干扰。第三，无功有功的调度，在风力发电的种类可以被分为异步电动机、双馈感应电机以及永磁同步电机三种。在异步发电装置并网的过程中能够对电力系统内部产生大量的无功，促使会强化无功的压力情况，就会在后期的环节中减少并网节点内部的电压状况。针对此类情况，应当对电力运行的系统中增加无功效果的改善和调节，延展无功补偿设施降低網损效果，有助于保证前期的资本投资。

2.3 潮流分布

电力系统稳定运作的环节中支路潮流会出现单向流动的状况，开展大范围之内的分布式电源并网处理之后，潮流分布情况就会转变为双向流动。一旦分布式电源的对外输出功率超过负载的状况时，少部分的线路就会发生逆向的潮流，产生的电压越限状况就会干预到电压的稳定性。分布式电源的对外输出功率随机效果所引起的潮流难以估测，就会导致在后期带给电力系统运转以及相对应的调度较多困难，干预到后期的发电状况。

3  储能技术

第一，在抽水储能的研究中，其可以将电动设施下游的水直接抽离到上游，促使机械能在此情况下内部的势能就会被直接转变为电能，因为地质因素以及天气情况的干预，水力发电是现阶段可以实现大范围的发电行业，经常被使用在当前的电力系统调频以及负荷高峰存储的环节中，此类技术当前正在被使用在地下水以及海洋水库的建设过程中。抽水储能技术是电力系统中应用较为广泛的一种储能技术，在电力负荷低谷期将水从地下水库中抽到上池水库，将电能转化为重力势能储存起来，抽水储能释放的时间可以从几个小时到几天不等，用于电力系统的调峰填谷、调频、调相、紧急事故备用等。

第二，超导磁储能，是在低温状况下的惰性气体状况下运行的超导线圈在内部存储的电流磁场的能量。此类技术自身体积较小、总体的重量较低、电磁的反应效果较为迅速，优势较为明显，现阶段正在被普遍使用在电力系统的运行环节中，但是此类技术还正在研究过程中。

第三，飞轮储能。飞轮储能是指利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化为动能存储起来，并在需要的时候利用飞轮带动发电机发电。其原理来自于复合材料技术和超导磁悬浮技术。

4  结语

综上所述，因为科学技术的进步以及社会经济的发展，促使现阶段对于清洁能源的使用较为普遍和广泛，为保证其可以实现更加高效的运作，强化总体的供电稳定效果，就需要技术人员强化对细节的研究，把控具体的储能效果，以便于在今后的发展过程中，可以高效地带动当地经济的运行。

参考文献

[1] 王皓，张舒淳，李维展.储能参与电力系统应用研究综述[J].电工技术，2020（3）：21-24，27.

[2] 孙晓，李妍.新能源并网及储能技术研究综述[J].通信电源技术，2020，37（2）：12-14.

[3] 苏坤林.储能技术在大规模新能源并网中的运用研究[D].北京：华北电力大学，2019.

[4] 李欣，黄鲁成，常金平.基于粗糙集的新能源产业中储能技术评价[J].武汉理工大学学报：信息与管理工程版，2012，34（2）：211-214，232.

[5] 王皓，张舒淳，李维展，等.储能参与电力系统应用研究综述[J].电工技术，2020（3）：21-24，27.

[6] 刘磊.新能源并网发电电能质量研究[J].科技创新导报，2018（22）：57.