摘要：隨著全球?qū)沙掷m(xù)能源的需求不斷增加，可再生能源在電力領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。新型電力微電網(wǎng)系統(tǒng)作為一種靈活、高效的能源供應(yīng)方式，能夠有效整合可再生能源。然而，可再生能源的間歇性和波動(dòng)性給微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)。儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展為解決這一問題提供了有效途徑，實(shí)現(xiàn)可再生能源與儲(chǔ)能技術(shù)的協(xié)同發(fā)展對(duì)于新型電力微電網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定、可靠運(yùn)行具有重要意義。本文探討了可再生能源與儲(chǔ)能技術(shù)在新型電力微電網(wǎng)系統(tǒng)中的協(xié)同發(fā)展模式，分析了其應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)和面臨的挑戰(zhàn)，并提出了相應(yīng)的解決策略，旨在為推動(dòng)可再生能源在微電網(wǎng)中的廣泛應(yīng)用提供參考。

關(guān)鍵詞： 可再生能源；儲(chǔ)能技術(shù)；新型電力微電網(wǎng)；協(xié)同發(fā)展

一、引言

在全球能源轉(zhuǎn)型的大背景下，可再生能源如太陽能、風(fēng)能等因其清潔、可持續(xù)的特點(diǎn)，成為能源領(lǐng)域的重要發(fā)展方向。新型電力微電網(wǎng)系統(tǒng)作為一種將分布式電源、儲(chǔ)能裝置、負(fù)荷、監(jiān)控和保護(hù)裝置等有機(jī)整合在一起的小型發(fā)配電系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)局部區(qū)域的電力自給自足和靈活調(diào)度。然而，太陽能、風(fēng)能等可再生能源的發(fā)電具有間歇性和波動(dòng)性，這使得微電網(wǎng)的電力供應(yīng)難以保持穩(wěn)定。

二、可再生能源與儲(chǔ)能技術(shù)在新型電力微電網(wǎng)系統(tǒng)中的協(xié)同發(fā)展模式

（一）平滑可再生能源發(fā)電輸出

當(dāng)太陽能、風(fēng)能等可再生能源發(fā)電處于高峰時(shí)，儲(chǔ)能裝置（如電池儲(chǔ)能系統(tǒng)）可以吸收多余的電能進(jìn)行儲(chǔ)存，避免因發(fā)電過剩而導(dǎo)致的棄電現(xiàn)象。當(dāng)可再生能源發(fā)電處于低谷時(shí)，儲(chǔ)能裝置釋放儲(chǔ)存的電能，補(bǔ)充電力供應(yīng)，使微電網(wǎng)的輸出功率更加平穩(wěn)。

（二）提高微電網(wǎng)的可靠性

在微電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行模式下，儲(chǔ)能技術(shù)可以作為備用電源，當(dāng)可再生能源發(fā)電不足或出現(xiàn)故障時(shí)，及時(shí)提供電力支持，保障重要負(fù)荷的供電。同時(shí)，儲(chǔ)能裝置還可以在電網(wǎng)故障時(shí)快速響應(yīng)，維持微電網(wǎng)的頻率和電壓穩(wěn)定，提高微電網(wǎng)的抗干擾能力。

（三）優(yōu)化微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行

通過合理配置儲(chǔ)能裝置，微電網(wǎng)可以在電力低谷時(shí)段充電，在電力高峰時(shí)段放電，利用峰谷電價(jià)差降低用電成本。此外，儲(chǔ)能技術(shù)還可以減少對(duì)傳統(tǒng)能源的依賴，降低能源采購成本，提高微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益。

三、可再生能源與儲(chǔ)能技術(shù)協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)

（一）儲(chǔ)能技術(shù)

電池儲(chǔ)能技術(shù)：目前應(yīng)用最廣泛的儲(chǔ)能技術(shù)之一，包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉硫電池等。鋰離子電池具有能量密度高、循環(huán)壽命長、響應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)，在微電網(wǎng)中得到了大量應(yīng)用。

（二）能量管理系統(tǒng)（EMS）

能量管理系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)可再生能源與儲(chǔ)能技術(shù)協(xié)同發(fā)展的核心技術(shù)之一。它能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)微電網(wǎng)中可再生能源發(fā)電、負(fù)荷需求、儲(chǔ)能裝置狀態(tài)等信息，并根據(jù)預(yù)設(shè)的控制策略和優(yōu)化算法，對(duì)微電網(wǎng)的電力進(jìn)行調(diào)度和管理，實(shí)現(xiàn)可再生能源的最大化利用和儲(chǔ)能裝置的合理充放電。

（三）智能控制技術(shù)

智能控制技術(shù)如分布式電源控制、儲(chǔ)能裝置控制、負(fù)荷控制等，能夠?qū)崿F(xiàn)微電網(wǎng)中各組件之間的協(xié)調(diào)運(yùn)行。例如，通過對(duì)分布式電源的控制，可以根據(jù)可再生能源的發(fā)電情況和儲(chǔ)能裝置的狀態(tài)，合理調(diào)整發(fā)電功率；通過對(duì)負(fù)荷的控制，可以實(shí)現(xiàn)負(fù)荷的靈活調(diào)節(jié)，提高微電網(wǎng)的運(yùn)行效率。

四、安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)解決方案

（一）概述

安科瑞Acrel-2000ES儲(chǔ)能能量管理系統(tǒng)具有完善的儲(chǔ)能監(jiān)控與管理功能，涵蓋了儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視監(jiān)控、報(bào)警管理、統(tǒng)計(jì)報(bào)表等功能。在應(yīng)用上支持能量調(diào)度，具備計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統(tǒng)對(duì)電池組性能進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)及歷史數(shù)據(jù)分析、根據(jù)分析結(jié)果采用智能化的分配策略對(duì)電池組進(jìn)行充放電控制，優(yōu)化了電池性能，提高電池壽命。系統(tǒng)支持Windows操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用SQLServer。本系統(tǒng)既可以用于儲(chǔ)能一體柜，也可以用于儲(chǔ)能集裝箱，是專門用于儲(chǔ)能設(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺(tái)。

（二）適用場(chǎng)合

系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

（三）工商業(yè)儲(chǔ)能四大應(yīng)用場(chǎng)景

1）工廠與商場(chǎng)：工廠與商場(chǎng)用電習(xí)慣明顯，安裝儲(chǔ)能以進(jìn)行削峰填谷、需量管理，能夠降低用電成本，并充當(dāng)后備電源應(yīng)急；

2）光儲(chǔ)充電站：光伏自發(fā)自用、供給電動(dòng)車充電站能源，儲(chǔ)能平抑大功率充電站對(duì)于電網(wǎng)的沖擊；

3）微電網(wǎng)：微電網(wǎng)具備可并網(wǎng)或離網(wǎng)運(yùn)行的靈活性，以工業(yè)園區(qū)微網(wǎng)、海島微網(wǎng)、偏遠(yuǎn)地區(qū)微網(wǎng)為主，儲(chǔ)能起到平衡發(fā)電供應(yīng)與用電負(fù)荷的作用；

4）新型應(yīng)用場(chǎng)景：工商業(yè)儲(chǔ)能積*探索融合發(fā)展新場(chǎng)景，已出現(xiàn)在數(shù)據(jù)*心、5G基站、換電重卡、港口岸電等眾多應(yīng)用場(chǎng)景。

系統(tǒng)功能

實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)

微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)人機(jī)界面友好，應(yīng)能夠以系統(tǒng)一次電氣圖的形式直觀顯示各電氣回路的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各回路電壓、電流、功率、功率因數(shù)等電參數(shù)信息，動(dòng)態(tài)監(jiān)視各回路斷路器、隔離開關(guān)等合、分閘狀態(tài)及有關(guān)故障、告警等信號(hào)。其中，各子系統(tǒng)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(shù)、頻率和正向有功電能累計(jì)值；狀態(tài)參數(shù)主要有：開關(guān)狀態(tài)、斷路器故障脫扣告警等。

子界面主要包括系統(tǒng)主接線圖、光伏信息、風(fēng)電信息、儲(chǔ)能信息、充電樁信息、通訊狀況及一些統(tǒng)計(jì)列表等。

本界面用來展示對(duì)光伏系統(tǒng)信息，主要包括逆變器直流側(cè)、交流側(cè)運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)測(cè)及報(bào)警、逆變器及電站發(fā)電量統(tǒng)計(jì)及分析、并網(wǎng)柜電力監(jiān)測(cè)及發(fā)電量統(tǒng)計(jì)、電站發(fā)電量年有效利用小時(shí)數(shù)統(tǒng)計(jì)、發(fā)電收益統(tǒng)計(jì)、碳減排統(tǒng)計(jì)、輻照度/風(fēng)力/環(huán)境溫濕度監(jiān)測(cè)、發(fā)電功率模擬及效率分析；同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的總功率、電壓電流及各個(gè)逆變器的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行展示。安科瑞陳芳芳136/119655/14

電能質(zhì)量監(jiān)測(cè)

應(yīng)可以對(duì)整個(gè)微電網(wǎng)系統(tǒng)的電能質(zhì)量包括穩(wěn)態(tài)狀態(tài)和暫態(tài)狀態(tài)進(jìn)行持續(xù)監(jiān)測(cè)，使管理人員實(shí)時(shí)掌握供電系統(tǒng)電能質(zhì)量情況，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和消除供電不穩(wěn)定因素。

網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D

系統(tǒng)支持實(shí)時(shí)監(jiān)視接入系統(tǒng)的各設(shè)備的通信狀態(tài)，能夠完整的顯示整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)；可在線診斷設(shè)備通信狀態(tài)，發(fā)生網(wǎng)絡(luò)異常時(shí)能自動(dòng)在界面上顯示故障設(shè)備或元件及其故障部位。

五、系統(tǒng)硬件選型

六、結(jié)論

可再生能源與儲(chǔ)能技術(shù)的協(xié)同發(fā)展是新型電力微電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定、可靠、高效運(yùn)行的關(guān)鍵。通過平滑可再生能源發(fā)電輸出、提高微電網(wǎng)的可靠性和優(yōu)化微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行等協(xié)同發(fā)展模式，能夠有效解決可再生能源的間歇性和波動(dòng)性問題。然而，目前在成本、技術(shù)成熟度和政策市場(chǎng)機(jī)制等方面仍面臨挑戰(zhàn)。通過降低成本、提高技術(shù)成熟度和完善政策市場(chǎng)機(jī)制等應(yīng)對(duì)策略，可以推動(dòng)可再生能源與儲(chǔ)能技術(shù)在新型電力微電網(wǎng)系統(tǒng)中的廣泛應(yīng)用，促進(jìn)能源的可持續(xù)發(fā)展。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和政策的不斷完善，可再生能源與儲(chǔ)能技術(shù)的協(xié)同發(fā)展將在新型電力微電網(wǎng)系統(tǒng)中發(fā)揮更加重要的作用。

審核編輯 黃宇