浅谈新能源风电和光伏工程中的储能技术的研究和应用

摘要：随着我国经济的不断发展，能源消耗不断增加，环境污染日趋严重。为了解决能源危机问题，国家大力支持发展新能源行业。我国在新能源发电技术上已经取得了较大的进步，但是由于受到技术及政策等因素的影响，新能源发电仍然存在一定的问题，并且由于风能和太阳能具有不稳定性等特点，会对电网产生严重影响。为解决这个问题，需在风电和光伏工程中应用储能技术，这样能有效地提高风电和光伏发电系统的稳定性与安全性。基于此，对新能源风电和光伏工程中储能技术应用的意义进行分析，同时探讨相关的储能技术，并研究其具体的应用，以更好地利用清洁能源。

关键词：物联网；光伏发电；储能系统；远程监测；故障诊断

1引言

随着经济的发展，能源问题变得日益突出，世界各国都开始将目光投向新能源的开发利用。新能源发电是解决能源危机的重要途径之一，我国逐渐认识到发展新能源的重要性，积极地对相关技术进行研究和开发。

在我国风电和光伏发电的应用中，通常会面临以下问题：由于风电和光伏发电的间歇性、波动性等特点，会对电网造成一定影响。为了解决这个问题，就需在风电和光伏工程中应用储能技术。由于风能和太阳能具有不稳定性的特点，会对电网造成了一定的影响，因此，在风电和光伏工程中应用储能技术具有重要意义。

2储能技术应用的意义

2.1　增强对电网的调峰能力

为了保障新能源风电和光伏发电工程的稳定运行，需采用相应的技术对其进行调节，其中储能技术已经成为调节新能源风电和光伏发电工程中*主要的方式之一。通过采用储能技术对新能源风电和光伏发电工程进行调节，可有效地提高新能源风电和光伏发电工程对电网的调峰能力，使其能够在电网负荷低谷时期及时地对负荷进行转移。因为在新能源风电和光伏发电工程中，其发电规模的变化与电网负荷的变化有着非常密切的关系，可通过电网负荷曲线的变化情况来对储能技术进行分析，从而对储能装置进行有效的控制，使其在电网负荷低谷时期对新能源风电和光伏发电工程进行调用[2]。

2.2　提高能源利用率

新能源风电和光伏发电在我国的能源结构中占据越来越重要的地位，然而这两种能源的利用效率受到自然条件，尤其是天气因素的影响。风能和太阳能的发电能力随着风向、光照强度的变化而波动，这导致了能源的利用率在一定程度上受到限制。为了解决这一问题，储能技术的引入成为一种有效的解决方案。储能系统可以储存多余的电能，在电力需求高峰时期释放，从而平衡电网负荷，这不仅可以充分利用低谷时期的电能，还可以提高新能源的利用率。与此同时，在新能源发电过程中，储能系统的作用相当于一个“调节器”，其能够在电网负荷波动时保持电力供应的稳定，这不仅可降低对传统能源的依赖，还可减少能源浪费，为我国实现可持续发展目标提供了有力支持[3]。此外，通过引入和优化储能技术，可*大限度克服天气条件对新能源发电的制约，提高能源利用率，进一步降低对传统能源的依赖；而且储能技术还可助力我国实现能源产业的转型升级，推动绿色低碳经济的发展。

3新能源风电和光伏工程中储能技术应用

3.1　储能技术在风电工程中的应用

在风电工程领域，储能技术发挥着至关重要的作用，其应用主要可以从以下三个方面进行阐述：

（1）储能技术在风电发电系统中起到了平衡功率波动的作用。风能的间歇性和不确定性，使得风电发电系统的输出功率存在较大的波动，而储能技术的应用能够有效地缓解这些波动，从而提高风电发电系统的稳定性和可靠性。储能设备可在风电发电系统输出功率较低的时候，将电能储存起来，以便在输出功率波动时释放，保持系统的平稳运行[6]。

（2）储能技术有助于提高风电发电系统的运行效率。通过储能设备，风电发电系统可以在输出功率较低的时候储存电能，以便在需要的时候释放，从而平衡电力需求和供应之间的矛盾，提高系统的运行效率。此外，储能技术还可以优化风电发电系统的调度和运行管理，实现对风能的高效利用。

（3）储能技术可以降低风电发电系统对电网的依赖。在并网运行过程中，风电发电系统经常会遇到电网频率波动、电压不稳定等问题。储能技术的应用可有效地解决这些问题，提高风电发电系统的自主运行能力，降低对电网的依赖程度。

3.2　储能技术在光伏工程中的应用

在光伏工程领域，储能技术同样具有重要应用价值，具体表现在以下几个方面：

（1）储能技术能够平滑光伏发电系统的功率输出波动。由于光伏发电受天气和季节影响，发电量存在一定波动，储能技术的应用可以有效地平衡这些波动，提高光伏发电系统的稳定性和可靠性。

（2）储能技术有助于提高光伏发电的能源利用率。光伏发电系统在夜间或阴雨天无法发电，导致能源浪费，而通过储能技术，可以将多余的电能储存起来，以便在发电不足的时候供给电网，从而提高光伏发电的能源利用率。

（3）储能技术有助于促进光伏发电的可持续发展。储能设备可以提高光伏发电的系统容量，使得光伏发电在同等占地面积下产生更多的电力。此外，储能技术可以实现光伏发电的峰谷电价政策，进一步降低发电成本，提高光伏发电的经济效益。

（4）储能技术可以提高光伏发电在电网中的竞争力。储能设备的应用可使得光伏发电更加灵活，适应电力市场的需求。在电网调峰、应急供电等方面，储能技术具有显著的优势，有助于提高光伏发电在电网中的竞争力。

4安科瑞Acrel-2000MG微电网能量管理系统

4.1概述

Acrel-2000MG储能能量管理系统是安科瑞专门针对工商业储能电站研制的本地化能量管理系统，可实现了储能电站的数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表、策略管理、历史曲线等功能。其中策略管理，支持多种控制策略选择，包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、防逆流等。该系统不仅可以实现下级各储能单元的统一监控和管理，还可以实现与上级调度系统和云平台的数据通讯与交互，既能接受上级调度指令，又可以满足远程监控与运维，确保储能系统安全、稳定、可靠、经济运行。

4.2应用场景

适用于工商业储能电站、新能源配储电站。

4.3系统结构

4.4系统功能

（1）实时监管

对微电网的运行进行实时监管，包含市电、光伏、风电、储能、充电桩及用电负荷，同时也包括收益数据、天气状况、节能减排等信息。

（2）智能监控

对系统环境、光伏组件、光伏逆变器、风电控制逆变一体机、储能电池、储能变流器、用电设备等进行实时监测，掌握微电网系统的运行状况。

（3）功率预测

对分布式发电系统进行短期、超短期发电功率预测，并展示合格率及误差分析。

（4）电能质量

实现整个微电网系统范围内的电能质量和电能可靠性状况进行持续性的监测。如电压谐波、电压闪变、电压不平衡等稳态数据和电压暂升/暂降、电压中断暂态数据进行监测分析及录波展示，并对电压、电流瞬变进行监测。

（5）可视化运行

实现微电网无人值守，实现数字化、智能化、便捷化管理;对重要负荷与设备进行不间断监控。

（6）优化控制

通过分析历史用电数据、天气条件对负荷进行功率预测，并结合分布式电源出力与储能状态，实现经济优化调度，以降低尖峰或者高峰时刻的用电量，降低企业综合用电成本。

（7）收益分析

用户可以查看光伏、储能、充电桩三部分的每天电量和收益数据，同时可以切换年报查看每个月的电量和收益。

（8）能源分析

通过分析光伏、风电、储能设备的发电效率、转化效率，用于评估设备性能与状态。

（9）策略配置

微电网配置主要对微电网系统组成、基础参数、运行策略及统计值进行设置。其中策略包含计划曲线、削峰填谷、需量控制、新能源消纳、逆功率控制等。

5硬件及其配套产品

6结束语

总而言之，随着我国新能源发电技术的不断发展和进步，储能技术也在不断完善和改进。在新能源风电和光伏工程中，储能技术能够发挥出重要作用。因为储能技术能够将风电和光伏发电过程中产生的能量存储起来，然后再进行合理的分配和利用，从而提高新能源的利用率，同时储能技术还可以实现对电压波动和频率波动的有效控制，保证电网系统的稳定性和可靠性。

参考文献

[1] 金阳.新能源电力系统中的储能技术研究［J］.低碳世界，2023，13（11）：49-51.89.

[2] 宋智勇.风力发电系统中储能技术的应用分析［J］.电气时代，2023（8）：44-46.

[3] 安科瑞企业微电网设计与应用手册.2022年05版

[4] 李刚，张潞，张晋，孙飞，丁建枭.新能源风电和光伏工程中的储能技术应用