新能源及电网协调发展中储能的作用研究

新能源的开发与利用是我国未来能源结构转型的重要方向,但新能源发电具有波动性、间歇性和随机性等特点,给电力系统安全稳定运行带来挑战。储能技术作为保障电力系统安全稳定运行的重要技术,在促进新能源发展和电网协调发展中具有重要作用。首先分析了储能技术在促进新能源及电网协调发展中的作用,然后针对新能源及电网协调发展中储能存在的问题进行了探讨,最后从多个角度提出了推动储能在促进新能源及电网协调发展中的应用策略。     

构网型储能支撑新型电力系统稳定运行研究

建设以新能源为主体的新型电力系统是实现“双碳”目标的关键。由于新能源存在一定波动性,且系统在同步发电机被替代后缺少稳定惯性支撑,易导致系统不能稳定运行,因此构网型储能应运而生。其可代替同步发电机实现对电网支撑,保障系统稳定运行,故在新型电力系统中有广阔的应用前景。基于此,文中首先对构网型和跟网型储能变流器做出对比,为新型电力系统做出选型,通过对两者的比较说明构网型储能技术更适用于新型电力系统;其次,讨论构网型储能在新型电力系统中的定位及在其中的作用;最后从暂态过程、短期动态和长期动态三方面对构网型储能发展进行展望,为未来新型电力系统更好地建设提供思路。     

双碳目标下储能系统关键技术及应用

正碳达峰、碳中和战略背景下,以新能源为主体的新型电力系统发展迅猛,储能系统对高比例新能源可靠并网及高效消纳的作用显著。面对新能源发电及用户用电的源荷波动性,储能系统因可孤岛运行、调节速率快、配置方式灵活等优点,助力电网调峰、调频、调压能力提升,保障电力系统安全稳定运行。此外,在新的市场及相关激励机制下,充分发挥储能系统峰谷价差套利等优势,可实现负荷削峰填谷,降低用电成本。储能系统与新能源发电、电力系统、需求侧响应的协调配合是实现双碳目标的必由之路,而与之相关的储能系统性能优化、参与电网调控、运行特性评估、工程应用等难题亟待解决。     

清洁能源助推再电气化进程

正两会期间,来自电网的全国两会代表、委员围绕特高压、清洁能源消纳、再电气化、乡村振兴、服务人民美好生活等重大议题建言献策。国家电网公司董事长舒印彪认为,以新能源大规模开发利用为标志的新一轮能源革命,正在全球范围蓬勃发展。新能源具有间歇性、波动性特征,其大规模开发利用和各种新型用电设施大量接入,有力促进了能源结构调整和生态文明建设,同时给电力系统平衡调节和电网安全稳定运行带来新的巨大压力,持续推进电网技术升级和跨     

特约主编寄语

我国正在建设高比例新能源接入的新型电力系统, 储能是提升电网灵活性、消纳高比例新能源、满足系统供应-需求两侧动态平衡的重要灵活性资源, 支撑新型电力系统运行的关键技术.本专刊围绕储能规划与运行关键技术及应用主题, 分享了最新研究成果, 具体包括储能规划与仿真、储能技术应用、储能商业模式与经济优化以及储能优化运行4个部分...     

基于合作联盟的电化学储能共享模式研究

随着“双碳”战略的确定,新型电力系统建设已成为“十四五”期间国家重大战略布局的关键环节,而作为灵活性调节资源的储能配套建设将构成电力系统安全稳定运行的重要保障。针对现阶段电源侧储能成本疏导的难点,提出了一种由新能源场站和储能运营商组成的“合作联盟”共享储能方案,储能在满足合作联盟内部新能源场站的调控需求前提下,利用剩余容量参与电网辅助服务,解决了新能源场站建设储能意愿低的基础问题。同时,面向跟踪计划出力与电网二次调频的场景,量化分析了“合作联盟”共享储能相对于新能源自建储能在投资效益、资源利用有效性方面的差异,并提出基于Shapley值的储能容量定价方法,分析了“合作联盟”共享储能模式具备商业上的可行性。结果表明,“合作联盟”共享储能模式提升了储能的资源利用效率,且在收益分配方面更具公平性。     

面向智能电网的大规模压缩空气储能技术

风能、太阳能等新能源发电具有波动性和间歇性,大规模新能源的开发和利用给电力系统的安全稳定运行带来了严峻的挑战。规模化的电能存储是解决这一问题的重要手段之一。在分析典型储能方式特点和利弊的基础上,指出压缩空气储能有望成为诸多储能手段中的最佳选择之一。本文提出了电能品位与储能效益的概念。简要回顾了压缩空气储能的国内外发展现状,重点介绍了非补燃式压缩空气储能技术,展望了该技术在智能电网中的应用前景并指出了发展大规模压缩空气储能尚需研究的关键技术,以期推动该技术在智能电网建设中的大规模应用。     

新能源消纳中储能系统管理新模式

<正>根据国家能源转型政策,促进以新能源为主体的新型电力系统建设,加快构建清洁低碳、安全高效的能源体系,亟需大力发展新型储能技术。新能源+储能将不可控的新能源变为可控,是当前破解新能源发展瓶颈的有效措施。但由于电网建设相对滞后,在新能源集中片区的储能电站经常是大发、满发,导致上网断面存在24小时重载的情况,此时储能系统如采用固定的充放电管理模式,电网运行将存在很大的安全隐患。因此,研究新能源集中片区的储能系统管理新模式意义重大。     

考虑源网荷储协调互动的配电网无功优化

无功电压控制是保障电网安全稳定运行的基础,高比例新能源发电是新型电力系统的主要特征,挖掘新能源发电、储能以及柔性负荷等柔性可控资源的无功电压潜力能有效保障新型电力系统安全稳定运行。文中提出了一种考虑源网荷储互动的配电网无功电压控制方法,从负荷需求侧响应出发基于市场实时电价信息以负荷转移成本和用户购电成本为基础实现价格驱动需求响应的负荷平移策略;利用储能系统协调新能源发电出力和负荷平移规则,构建综合考虑源网荷储互动的配电网无功优化模型。通过调节无功补偿设备、储能充放电策略协调新能源出力,在满足负荷需求侧响应需求的基础上达到系统无功电压的最优控制。通过改进的IEEE33节点系统仿真分析,实验结果表明通过源网荷储的充分互动能够有效提高系统无功电压调节能力,实现配电网安全、经济运行。     

特约主编寄语

推进以新能源为主导的新型电力系统建设是实现我国“碳中和、碳达峰”目标的关键环节。高渗透率的新能源被广泛接入电网发电侧,尽管为电网提供充裕的电能,却也大幅增加电力系统的平衡调节压力,导致仅依靠电源侧的调节能力难以保障新型电力系统的可靠供应和安全稳定。因此,在新型电力系统建设过程中,亟须挖掘电力需求侧柔性负荷所蕴含的巨大灵活调节潜力,将供需两侧的资源同步纳入电网规划与运行管理,从而充分保障新型电力系统的供电可靠和稳定运行。     

耦合氢储能的火电机组在新型电力系统中的应用研究

氢储能作为新型电力系统的重要储能手段之一,对于促进新能源发电消纳,实现大容量、长时期储能,确保电网系统的安全稳定具有重要意义。国内氢储能技术还处于示范应用阶段,需探索出可推广的应用方案。基于火电机组参与电网调峰、新型电力系统以及电力现货市场交易等电力行业发展趋势,结合具体项目分析了火电企业耦合氢储能的必要性以及可行性,为新型电力系统下火电企业转型发展、效益提升、减碳运行提供了参考。     

实用化水火风光系统时序电力电量平衡方法

新型电力系统背景下,新能源占比逐步提高。新能源的随机性、波动性和反调峰特性使电力系统调节困难,电力电量平衡分析面临新的挑战。本文结合能源转型战略需求,首先提出了新型电力系统电力电量平衡模式,给出了电力电量平衡关键流程;接着对火电、水电、抽水蓄能/储能电源进行精细化建模,建立时序电力电量平衡模型;最后基于实际电网数据的算例分析验证所提方法的准确性和效率。结果表明,该方法能够准确反映水、火和储能机组的出力特性,给出新能源消纳情况,支撑提升措施研究,显著提升科学规划水平。     

特约文章：促进新能源开发的“水储能”技术经济分析

在双碳目标驱动下,风能与太阳能等新能源发电迅猛发展,解决其随机性、间歇性和波动性问题,亟需配套建设储能设施。本文将“以水为介质”的重力储能定义为“水储能”,并从技术原理、经济性、环境影响和设施安全等方面,对当前主要储能形式进行综合比较,研究表明“水储能”是当前和未来支撑新能源发展和新型电力系统构建的最佳储能方式。同时,本文还对抽水蓄能、水电扩机和梯级水电储能的规划思路、调节计算、评价方法和发展模式等关键技术及相关政策进行探索,展望其发展前景,可为新能源开发和新型电力系统规划设计提供参考。     

新能源发电设备助力“双碳”途径与措施研究

<正>为满足以新能源为主体的新型电力系统的发展要求，以新能源装备的技术创新带动装备制造行业产业升级为出发点，重点解决以下两方面问题：一方面，面向融入大电网，挖掘新能源发电的主动支撑能力，保证电力系统安全稳定运行，同时借助储能、需求响应等外部调节手段平抑供需波动；另一方面，面向构建独立自主的微能源系统，以“去中心化”为发展目标，加强源网荷储协同发展，推进新能源电站与电网协调同步，充分发挥储能系统双向调节作用。     

特约主编寄语

在"双碳"目标的驱动下,中国的新能源装机将持续快速增长,并最终形成以新能源为主体的新型电力系统.新能源的资源特性将会给电力系统的规划和调度运行带来巨大挑战.伴随储能技术进步和新型储能出现,储能的大规模应用是突破新能源发展瓶颈的有效手段之一,在提升电力系统灵活性、促进新能源消纳和保障电网安全等方面具有显著优势.     

新型电力系统建设环境下的“西电东送”发展研究

随着新型电力系统建设进程不断深入，“西电东送”作为实现新能源大范围资源优化配置的有效途径，其经营发展迎来了严峻挑战和重要机遇。为此，首先综合我国新型电力系统建设的相关政策和专家观点，对新型电力系统的内涵特征进行系统分析，提出新型电力系统应以新能源为供应主体，以保障电力安全稳定供应为前提，以满足日益增长的电力需求为目标，以智能电网为枢纽平台，以源网荷储互动与多能互补为支撑，并具体提出发电侧、电网侧和负荷侧的内涵特征。进而从主网架形态和规模、电网规划和投资以及跨省区输电价格机制等多个方面，分析新型电力系统的新特点给“西电东送”带来的机遇与挑战。研究得出，应逐步建立和发展适应电力系统发展的主网架形态和电网投资优化策略，结合底层技术保障“西电东送”安全稳定运行，并将原有的、仅由终端用户支付的单一制电量输电价调整为双侧付费的两部制输电价，以期助力新型电力系统建设，促进我国“双碳”目标的加速实现。     

"非同步机电源大规模接入与无功补偿问题"专题特约主编寄语

为了实现2030年前碳达峰、2060年前碳中和的"双碳"目标,我国能源电力行业正在迎来巨大变革——电力系统正在从以煤电为主向以新能源为主的新型电力系统转型.构建以新能源为主的新型电力系统的主要制约因素是两个.以太阳能、风能为代表的新能源具有波动性和间隙性等不可控特性,导致大规模新能源接入电网后对大电网的功率平衡和能量平衡构成了重大挑战,需要采用有别于传统方法的功率平衡和能量平衡方法,如采用储能、负荷侧主动响应等,这是构建新型电力系统的第一个制约因素.     

含高渗透率新能源的新型交直流储能系统的配电网规划

建设以新能源为主体的新型电力系统是推动电力清洁低碳发展的必然选择,实现清洁能源充分消纳、满足用户侧灵活接入需求成为新型电力系统技术研究的重要方向.首先对新型储能在改善城市电网供电可靠性的优势进行了分析,阐述了储能模块交直流配电网应用场景、技术和经济优势;提出了新型交直流储能系统的技术方案,该方案支持多元化发展,提供灵活...     

新能源接入地区电网的电压安全稳定控制策略研究

针对以大规模高渗透率的可再生能源、高比例的电力电子设备“双高”为主要特征的新型电力系统电压安全稳定问题,研究新能源发电波动性对电网电压、无功的影响,通过管理创新将新能源电厂无功调节设备(SVG)纳入调度统一协同控制,通过技术创新建设场网一体化无功电压自动控制系统(AVC),打通电网与电厂设备联动控制通道,破解“双高、双峰”特性电网的无功电压调节难题,打造孝感电网“场网一体化无功电压协同自动控制”联合优化调度管理模式,实现“双高、双峰”特征下新型电力系统电网电压稳定,改善系统电压质量,提高新能源消纳能力。     

参与新型电力系统需求响应的分布式储能资源管理与策略研究

随着越来越多的光伏、风电、地源热泵等新能源的接入,电网对高比例新能源的安全可靠并网及高效消纳提出了更高要求。储能作为分布式能源重要的能量调节单元,参与新型电力系统的管理、调度、优化作用愈加明显。将参与新型电力系统需求响应的储能作为统一资源进行研究,来解决新型电力系统的需求响应、新能源消纳等问题,以保障电网安全可靠运行。在分析客户侧储能调控策略基础上,提出了一种以能源互联为基础的用户侧分布式储能规模化应用系统,利用网间较为分散的储能资源,希望可以为电力负荷调度的优化以及分布式储能系统运行效率的提升提供相应的参考与借鉴,以实现区域自治的需求响应。通过该研究,可为可再生能源高效消纳提供参考。