儲能電站在新能源并網中的關鍵技術與發展前景

　更新日期：2025-03-04　點擊量：370

摘要：獨立電池儲能電站是解決新能源發電系統波動性和不穩定性問題的關鍵設備。然而，在新能源發電中，獨立電池儲能電站也存在一系列問題，如缺乏科學的盈利模式，影響運行經濟效果，同時也存在電網接入問題、儲能技術有待優化問題。本文將分別從這些方面探討獨立電池儲能電站的應用問題和策略，以期為獨立電池儲能電站的推廣以及其在新能源發電中的應用提供一些參考。

關鍵字：新能源；獨立電池儲能電站；發電；應用

0.引言

隨著可再生能源的發展和應用，新能源發電系統的應用越來越廣泛。然而，由于新能源發電系統的波動性和不穩定性，使得其應用受到了諸多限制。為了更好地解決這些問題，獨立電池儲能電站應運而生。獨立電池儲能電站能夠將電能進行儲存并在需要時釋放出來供電，從而增加系統的穩定性和可靠性。不過，在將獨立電池儲能電站應用于新能源發電的過程中也產生了一些問題。為了充分發揮獨立電池儲能電站在新能源發電中的應用價值，有必要采取科學的措施，及時解決相關問題。

1.獨立電池儲能系統介紹

獨立電池儲能系統是指一種通過把電能進行存儲，而在需要時釋放出來，以供應給用戶使用的電力儲能系統。而蓄電池組、PCS儲能變流器儲能系統的重、隔離變壓器、BMS電池管理系統和EMS能量管理系統則是獨立電池要組成部分，在充分發揮獨立電池儲能電站的價值中起著*要作用。（1）蓄電池組是指由多個電池單元組成的電池組合體，用于儲存電能。在獨立電池儲能系統中，蓄電池組是*基本的組成部分，其承擔著儲存電能的功能。目前，常用的蓄電池技術包括鉛酸電池、鋰離子電池、鈉離子電池等。（2）PCS儲能變流器是一種能夠將直流電能轉換*交流電能的裝置。在獨立電池儲能系統中，PCS的主要作用是將蓄電池組所儲存的直流電能轉換*交流電能，以供應電網或者其他負載使用。（3）隔離變壓器是一種能夠將電能從一個電路轉移到另一個電路的裝置。在獨立電池儲能系統中，隔離變壓器主要承擔著隔離電池組和PCS之間的電氣連接，保障系統的安全性和穩定性。（4）BMS電池管理系統是一種能夠對蓄電池組進行監測、控制、管理的系統。在獨立電池儲能系統中，BMS主要承擔著對蓄電池組進行SOC（電池組剩余電量）和SOH（電池組健康狀態）的監測和管理，以保證系統的可靠性和安全性。（5）EMS能量管理系統是一種能夠對電池儲能系統進行整體調度、管理的系統。在獨立電池儲能系統中，EMS主要承擔著整體調度和管理電池組PCS、隔離變壓器、負載等設備的能量流動，以*大限度地提高系統效率和經濟性。

2.獨立電池儲能電站在新能源發電中的應用現狀

用戶端分布式發電及微電網中儲能的應用以及集中式風光電站（可再生能源并網）儲能應用是獨立電池儲能電站在新能源發電中的應用類型。本文主要從這兩大類型的角度研究了獨立電池儲能電站在新能源發電中的應用現狀。（1）用戶端分布式發電及微電網中儲能的應用。我國用戶端分布式發電及微電網中儲能的應用已經得到了快速發展，主要分布在城市和農村地區。在城市地區，一些大型商業、工業用戶和住宅社區已經開始采用太陽能光伏電池板和儲能設備實現自給自足的能源供應。另外，在農村地區，許多偏遠地區的村莊也開始使用分布式發電和儲能技術解決能源供應問題。目前，我國的用戶端分布式發電及微電網中儲能的應用已經取得了一定的進展。根據國家能源局的數據，截至2020年年底，我國的分布式光伏發電裝機容量達到了48.4GW，分布式風電裝機容量達到了11.2GW。同時，我國也提出了一系列政策和措施，支持分布式能源發展，并鼓勵相關企業和機構加強技術研發和應用推廣。（2）集中式風光電站（可再生能源并網）儲能應用。集中式風光電站分布在全國各地，其中主要分布在風力和光照資源較為豐富的地區，如內蒙古、甘肅、新疆、青海等地。當前，我國的可再生能源發展較為迅速，集中式風光電站的建設和應用也在快速推進。截至2021年年底，我國的可再生能源裝機容量已達有史以來*高的1.21億千瓦，其中風力發電裝機容量達到了3.1億千瓦，光伏發電裝機容量達到了2.7億千瓦。集中式風光電站的建設和應用在這一進程中發揮了*要作用。另外，我國的集中式風光電站已經取得了一系列進展和成果。例如，內蒙古的大唐集團已經建設了數十個風電場，總裝機容量超過了15億千瓦時；甘肅的華能集團也建設了多個光伏電站，總裝機容量超過了1億千瓦時。

3.獨立電池儲能電站在新能源發電中的應用問題

3.1缺乏盈利模式

獨立電池儲能電站在新能源發電中的應用面臨著盈利模式不明的問題。由于獨立電池儲能電站與傳統電網之間的連接較為獨立，缺乏統一的管理和運營模式，企業在投資和建設獨立電池儲能電站時難以確定收益來源。例如，一家企業投資建設了一座獨立電池儲能電站，并與當地電網進行連接。對于企業來講，其需要承擔電池的采購、安裝和運營等成本。然而，由于電價的波動和政策的變化，企業難以確定儲能電站的收益來源，無法保證該項目的盈利能力。此外，由于新能源發電的不穩定性和季節性，儲能電站的負載率也較低，導致投**報周期較長，難以吸引資本市場的關注。

3.2電網接入問題

由于獨立電池儲能電站的容量較大，需要與電網進行連接，以實現與用戶和其他電源的能量交換，但是電網接入的難度較大，主要表現在以下幾個方面：首先，電網接入需要符合一定的技術標準和安全要求，例如，需要滿足電壓、頻率等技術指標，以此保證與電網的穩定運行。此外，電網接入還需要考慮安全風險，如考慮電池的短路、漏電、過充等問題，便于防止對電網和用戶造成安全隱患。其次，電網接入還需要考慮電網運營商的管理和運營模式。傳統電網運營商的管理和運營模式相對保守，難以適應新能源發電和儲能電站的接入。主要表現在以下方面：傳統電網運營商的管理和運營模式主要是基于中央化的發電和配電模式，缺乏靈活性和可擴展性，導致電網的網損率較高。而新能源發電和儲能電站的接入可以提高電網的可靠性和穩定性，降低網損率，但傳統電網運營商難以有效管理和運營。

3.3儲能技術不足

獨立電池儲能電站在新能源發電中的應用還面臨著儲能技術不足的問題。目前，電池儲能技術雖然取得了一定的進展，但是還存在以下問題：一方面，電池儲能密度不夠高。目前，市場上主要使用的電池儲能技術包括鉛酸電池、鎳鎘電池、鎳氫電池、鋰離子電池等，但是這些電池的儲能密度相對較低，無法滿足大規模儲能需求。以鋰離子電池為例，鋰離子電池的能量密度一般在100～250Wh/kg，相對其他電池儲能技術已經算是較高的了，但是對于大規模儲能來說仍然不夠。另一方面，電池儲能成本較高。電池儲能技術的成本主要包括電池材料成本、生產成本、維護成本等，目前電池儲能的成本較高，難以實現大規模應用。以生產成本為例，鋰離子電池的生產成本主要包括工藝成本、設備成本、人力成本等。目前，鋰離子電池生產需要高精度的設備和工藝，生產過程中需要大量的人力投入，這些都會增加鋰離子電池的生產成本。

4.獨立電池儲能電站在新能源發電中的應用策略

4.1優化盈利模式

為提高盈利水平，發揮獨立電池儲能電站的應用價值，可以采取多元化的盈利模式。例如，企業可以將一些獨立電池儲能電站與電力市場掛鉤，通過買賣電力來獲得收益。另外，企業可以將獨立電池儲能電站作為服務提供商，向電力公司和用戶提供儲能、調峰等服務，以此獲得收益。另外，當前，政府需要制定穩定的電價政策，為企業提供穩定的收益來源。例如，實行儲能電站的優惠電價政策，為企業提供穩定的收益來源。此外，政府有必要通過引導和鼓勵投資的方式，促進獨立電池儲能電站的建設和應用，從而實現經濟效益和社會效益的雙贏。例如，中國的寧夏回族自治區在2019年推出了“寧夏獨立電網儲能項目"，積*為參與該項目建設的企業給予稅收優惠政策，這樣*大地吸引了社會資本，*終建設了和運營了多個獨立電池儲能電站，為當地的新能源發電提供儲能和調峰服務。而該項目在解決新能源發電消納問題的同時，也為投資方提供了穩定的收益來源。為強化盈利效果，政府有必要深入地研究該項目，把握項目運營管理要點，以此加大獨立電池儲能電站在新能源發電中的應用力度，保證相關主體的經濟發展效益。

4.2加強電網接入

新能源發電已成為當今全球能源行業的熱點領域，而獨立電池儲能電站在新能源發電中的應用也越來越受到關注。然而，獨立電池儲能電站的接入面臨著許多困難和挑戰，其中**要的是電網接入問題。為了實現獨立電池儲能電站的有效應用，*須加強電網接入，以確保其與電網的穩定運行、安全交互和*效利用。本次主要從以下方面提出了對策，希望能夠提高電網接入水平。（1）制定電池儲能電站接入標準。制定符合電池儲能電站接入的技術標準和安全要求，明確電壓、頻率等技術指標，規定電池儲能電站的短路、漏電、過充等問題的防范措施。（2）建立電池儲能電站接入審核機制。建立電池儲能電站接入審核機制，對電池儲能電站進行審核，確保電池儲能電站符合接入標準和要求，同時監管電池儲能電站的運行情況，及時發現和處理問題。（3）加強電池儲能電站與電網的協調。加強電池儲能電站與電網的協調，規定電池儲能電站的輸出功率和電網的負荷需求相匹配，避免對電網造成不必要的影響。（4）推廣智能電網技術。智能電網技術可以有效解決傳統電網運營商的管理和運營模式相對保守的問題，提高電網的可靠性和穩定性，降低網損率。同時，智能電網技術可以實現電池儲能電站與電網的無縫連接，實現能量的*效交換。

4.3發展儲能技術

儲能技術在提高獨立電池儲能電站在新能源發電中的應用水平中起著*要作用，為此有必要積*發展儲能技術，便于為獨立電池儲能電站建設以及新能源發電提供支持。具體可以從以下方面開展工作：首先，加強電池儲能技術的研發和創新，提高電池儲能密度和降低成本。例如，開發新型電池材料，提高儲能密度；優化生產工藝，降低生產成本；開發新的儲能技術，如液流電池技術、*級電容器技術等。通過技術創新和優化，提高電池儲能技術的性能和降低成本，以滿足大規模應用的需求。其次，建立健全的政策體系和市場機制，促進電池儲能技術的應用和推廣。例如，加大制定政策支持力度，鼓勵企業加大對電池儲能技術的投入和研發；建立健全的市場機制和交易規則，促進電池儲能技術的應用和交易；加強對電池儲能技術的標準化和規范化管理，提高儲能技術的穩定性和可靠性。*后，加強國際合作和技術交流，加大電池儲能技術的創新和應用。例如，開展國際合作項目，共同研究和開發新型電池儲能技術；加強國際技術交流和合作，吸收技術和經驗，推動電池儲能技術的發展和應用?？傊?，通過做好以上國際合作和技術交流工作，就容易提高電池儲能技術水平和質量，促進其在新能源發電中的應用。

5.Acrel-2000ES儲能柜能量管理系統

5.1系統概述

安科瑞儲能能量管理系統Acrel-2000ES，專門針對工商業儲能柜、儲能集裝箱研發的一款儲能EMS，具有完善的儲能監控與管理功能,涵蓋了儲能系統設備(PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息,實現了數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢與分析、可視化監控、報警管理、統計報表等功能。在高級應用上支持能量調度,具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、防逆流等控制功能。

5.2系統結構

Acrel-2000ES，可通過直采或者通過通訊管理或串口服務器將儲能柜或者儲能集裝箱內部的設備接入系統。系統結構如下：