风电接入的储能系统解决方案

2018-08-06 22:30:06 大云网　点击量：评论 (0)

　风电发展现状　　风能是一种无污染、可再生的绿色清洁能源，储量十分丰富，是目前最具规模化开发潜力和商业化发展前景的新能源。大规模开

　风电发展现状

　　风能是一种无污染、可再生的绿色清洁能源，储量十分丰富，是目前最具规模化开发潜力和商业化发展前景的新能源。大规模开发利用风能，会有效减少化石能源的消耗，减少温室气体的排放，对保护环境和促进经济社会的持续发展具有重要作用。 2009年全球风电装机总量增长31%，中国风电装机容量连续5 年实现100%增长。截至2010 年6 月底，中国已建成并网风电装机容量为2200.37万千瓦，占全国发电装机容量的2.46%左右。在部分地区，风电装机容量比例更高。其中，东北电网2009年底风电机组装机容量达754万千瓦，占电网容量近10%;西北电网2011年底总装机容量将达896万千瓦，占全网总装机容量的9.33%。

　　大规模风电并网带来的挑战

　　在享有风电所带来的清洁能源的同时，随着风电装机容量的不断提高，风电所固有的随机性、间歇性也给电网的安全、可靠运行提出越来越大的挑战，风电的大规模并网问题已经成为制约风电进一步发展的瓶颈。

　　电网运行对电能质量要求严格，其中为保证电网频率偏移量在要求范围内，即保证发电侧与负荷侧平衡。传统的发电计划以发电机组出力的可靠性与可控性以及负荷的可预测性为基础，制定和实施发电计划。然而，风能受到风速与风向的变化的影响，本身具有不可控、不可调的特征，风电出力具有的这种随机性和间歇性特征为电力系统的可靠运行带来新的挑战。

　　随着风电并网规模的进一步扩大，如果电力系统的运行方式不做出相应地调整和优化，电力系统的动态响应能力将不足以稳定风电功率大幅度、高频率的波动，其电能质量和动态稳定性将受到显着影响，这些影响反过来会限制系统准入的风电功率水平。

　　传统的解决方式

　　传统上，解决大规模风电并网问题的方法主要有三种，即跨区调度、负荷管理和增大传统机组备份容量。但上述三种方法从经济性和技术上都无法有效解决风电随机性和间歇性对电网稳定带来的隐患。

　　跨区调度：通过对风电场的合理布局以及对跨电网的实时调度，利用风电场间和跨电网间的补偿能力，吸纳更多的风电容量，保证电网的稳定可靠运行。但是，跨区调度也存在局限性，包括需要巨额的基础建设投入、带来大量的电能传输损耗、不能够平衡或补偿所有的风电波动等。

　　负荷管理：负荷管理可以通过对用户侧的有效管理，例如分时电价和限电等手段来维持电网发电侧与用电侧的平衡。但是，负荷管理本身的调度能力有限，同时负荷管理无法平衡风电出力快速上升带来的电网波动问题。

　　增大传统机组备用容量：配置更多的旋转备用容量有助于解决风电随机波动性的问题。但传统机组备份容量的增加，会严重影响电力系统的经济性，增加可靠性成本（同时增加CO2的排放，这与发展新能源的方向是背道而驰的）。此外传统机组尤其是火电机组，由于其本身系统惯性较大，很难及时满足风电出力快速波动的变化频率。

　　睿能世纪的储能系统解决方案

　　当风电功率可以预测并且有足够的精度时，将风电功率作为负的负荷叠加到负荷预测的曲线上，就可以像传统的电力系统调度方式一样根据预测的负荷与风电出力安排常规机组的发电计划，从而优化发电机组的开机组合和经济调度，降低电网整体运行成本，并确保系统安全可靠性。

　　通过在风电场配置储能系统，与风电出力预测相结合，利用储能系统快速调节能力，及时有效地平滑和补偿风电出力波动，为大规模风电的可靠接入提供经济有效的解决途径。

　　由于储能系统在响应速度、调节精度上要远远优于传统火电机组，因此储能系统可以有效保证风场出力的实时、精确调节。如果要满足同等容量的风电并网调频需求，需要配置的火电机组容量为风场额定容量的1.6~2倍，而对于配置了储能的系统需要的功率容量则仅为风场额定装机容量10%~20%。

　　储能系统在风电并网调频的应用主要分布式配置在风电场源端，不需要大规模的电网扩容和跨区调度，降低了基础建设投入和电能传输损耗。

　　储能系统与风电输出预测相结合，可以大幅度减小储能系统的配置容量，降低一次性投入。

　　另一方面，在该运行模式下，可显着降低火电机组承担的调频任务量，降低火电机组的运行损耗。

　　储能系统运行不会产生额外的CO2排放。