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储能对新能源发电波动性的作用分析

遇韦以航 维科网储能 2022-11-17

2022年11月7日,立冬。

凛冬已至,“北溪”被炸,俄乌之间依旧硝烟密布,西欧人已经感受到了时代传递的寒气。

如何熬过这个最寒冷的冬天,成为越来越多欧洲人考虑的问题。

不过,一口吃不成胖子,俄乌冲突是欧洲能源问题的导火索,不是根源。

根源是长期以来,欧洲致力于降低化石能源依赖,向清洁能源过渡,导致了现在传统化石能源退出太早,清洁能源尚未发挥替代作用的局面。

为了缓解能源危机,在双碳背景下,欧洲重启传统化石能源的可能性微乎其微,势必走上提高清洁能源稳定性的路。

这条路,现在面临的最大问题,表现在两方面:电源端发电的波动性,以及电源端与负荷端的不匹配关系。

新能源发电波动性影响


不同国家、区域的电网,有一个共同点,那就是需要时刻保持动态平衡。

电网就像一条川流不息的河,与普通河流不同的是,它需要在不同季节、不同时段始终保持流量稳定,否则供电太多,负荷端无法消纳,或者供电太少,负荷端电力不够用的情况就会发生。

以前电源端主要以火力发电厂为主,进行电力输送,我们可以自行调节输电功率。

随着电源端从传统化石能源向光伏、风能、水力等新能源过渡,这些资源受地形、天气、季节、昼夜等因素影响,具备间歇性、波动性和随机性等特点,完全不是我们可以自行调节的。

因此,如果没有储能系统在新能源发电厂和电网之间进行调节,电网动态失衡,负荷端停电,带来的后果不堪设想。

新能源“靠天吃饭”,电源端日内波动明显


风能、光伏等的波动性,是按小时甚至分钟来划分的,依托所处地理位置、气候、天气、季节等影响,同一个地方,在一天内的不同时间段,光照强弱和风力强劲程度差别明显。

同时,负荷端的居民用电、工厂用电等,是不以发电能力为转移的。

举个简单的例子,某地凌晨6点光照强、风大,居民做饭、吃饭的用电高峰依旧是中午12点左右。

因此,电网需要在中午12点输送足够的电力到用电端,风光发电直接供给不能实现,需要借助储能系统,将风光发电厂凌晨6点产生的电能存储下来,中午12点配送进电网,传递到用户家里。

也就是说,风光电站配储,可以具体情况、具体分析,在风电场、光伏电站发电功率高的时段,即电力出力曲线高峰时用储能系统储存电力,在功率低的时段,输出功率,进而保证电网平衡。

如此一来,风光配储,既能降低风光系统电源端发电波动性,也能提升电网系统调度灵活性。

消费结构变化,负荷端电力波动增加


近年,我国电力消费结构持续变化,截止2022年上半年,第一产业和第二产业用电量占比下降,合计约68%,第三产业和居民用电占比上升,分别为17%和15%。

这一数据说明,我国电力消费结构,以工业为主,服务业和居民用电发展迅速。

随着我国产业陆续转型升级,未来,我国第三产业和居民用电占比会越来越高,而服务业和居民用电本身就具备很强的波动性。

以季节为例,夏季炎热、冬季寒冷,人们使用风扇、空调、电暖设备等进行室内温度调节的时长显著增加,同一座城市的用电量波动性十分显著,用电峰值出现的不确定性,极有可能对电网造成巨大的瞬时冲击。

再结合酒店、饭店等服务业企业的营业时间,居民的上下班时间,负荷端的电力波动性极大。

电网配储,可以极大地缓解负荷端电力波动的问题。

因地制宜,实事求是选配储能技术路线



综上,储能系统能极大地缓解电源端和负荷端电力的波动性问题。

储能技术路线种类众多,抽水蓄能、电化学储能等适用于不同场景。

钠离子电池、锂离子电池、全钒液流电池、氢燃料电池等电化学储能技术路线,响应速度快,运行模式多样,规避电网瞬时冲击的能力较强,适合与能源输出频率波动较大的新能源发电站配合使用,比如风电场、光伏电站等。

抽水蓄能,容量大、寿命长、度电成本低,适合波动超4小时,需要长时储能的地区选用,不过选址有要求,需要有山与丘陵,并有一定的高度差的地方,我国西南地区较为适合。


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