水电工程Һ㊀
闫校辉
摘㊀要：近年来，我国储能产业呈现多元发展的良好态势，各种储能技术的研发与应用都已取得了一定进展，储能技术总体上已经初步具备了产业化的基础㊂加快储能技术与产业发展，对于构建 清洁低碳㊁安全高效 的现代能源产业体系，推动能源生产和利用方式变革具有重要战略意义㊂
关键词：储能电站；风电场；经济效益；应用场景
一㊁引言
随着能源转型的加快推进，接入高比例可再生能源已成
为电网发展的必然趋势，先进储能技术成为电网适应高比例
可再生能源接入的重要选择㊂与此同时，新的先进储能技术
不断涌现，技术经济性在不断提升，储能技术在电网的应用
领域日益广泛㊂
二㊁概述
电池储能聚合智能管理平台，解决电池储能㊁光储充㊁充
放电桩，光伏等系统的数据接入㊁信息通信及协调控制等技
术问题㊂主要内容包括研究海量数据分布式实时存储计算
技术，研究调峰调频应用场景下电池储能的聚合管理和控制
策略㊂随着能源政策不断完善㊁电改的逐步深入，储能在推
动能源变革和能源互联网发展中的多元化作用将全面体现㊂
尤其是在电力现货市场逐步建立和完善的前提下，用户侧
工／商／居民储能㊁电动汽车移动储能等用户侧分布式储能资
源的多重化价值将显现，收益空间进一步扩大㊂以 互联网＋ 为手段，以智能化为基础，通过提升分布式储能设施的信息化管控水平，实现网络化运营管理，将促进分布式储能资
源开放共享和高效利用㊂
三㊁电池储能电站系统结构
（一）电气一次系统
当前国内电网侧电池储能电站的典型电气一次系统接
线方案㊂储能单元由电池与储能变流器（ＰＣＳ）构成，单个储
能单元的额定功率为１ＭＷ，额定容量为２ＭＷｈ㊂电池作为能
量的承载体，汇流后接入ＰＣＳ进行逆变，经低压交流断路器
接入１０ｋＶ升压变压器的低压侧，升压变压器高压侧由环网
柜并联汇流，通过进线断路器并入１０ｋＶ母线，再由出线断路
器接入电网变电站㊂电池采用磷酸铁锂电池，与其他电池相
比，其具有比能量高㊁循环寿命长㊁成本低㊁性价比高㊁可大电
流充放电㊁耐高温㊁高能量密度㊁无记忆㊁安全无污染等特点㊂
电池采用电池组㊁电池簇㊁电池堆的３层分布式结构，电池组
由单体电芯串并联组合而成，电池组串联到高压箱构成电池
簇，电池簇并联到直流母排构成电池堆，电池堆运行功率为５００ｋＷ，通过直流汇流柜送出㊂
风能热泵系统的蓄能将未被利用的风能转化成热能或
冷量储存起来，运用最多的是蓄热水箱㊁压缩空气㊁电转气等
技术㊂等将热水箱和建筑物的热惯性作为蓄热进行比较，并
将模型应用于瑞典哥德堡的区域供热系统㊂结果表明热水
箱储存的热量是建筑物的热惯性的两倍多，且只有热水箱能
储存超过４８ｈ的热量㊂将蓄热技术和风能热泵技术相结合，
在保证供热量的前提下，既减少了对一次能源的消耗，又解
决了风能在使用过程中的时间㊁空间上的不匹配问题㊂由此
可知，风能热泵技术与蓄能技术的耦合是可行的㊂（三）能量管理系统设计
能量管理系统风电场内储能系统的能量管理系统是一套具有发电优化调度㊁负荷管霉㊁实时检测并自动实现微电网内源和负荷同步等功能的管理软件，实现对电化擎储能单元的管理和优化调度，从而实现储能系统与风电，场联合工作，保证风电，出力的平稳㊂因此，需要具备以下功能㊂（１）分层控制，集中管理，对各储能单元数据进行全面㊁多维度统计对比分析，从而确保能够给风电场提供调度依据㊂（２）实现储能系统的无人修守，电化学储能系统数据自动上传，实现数据无缝对接，减少人工上报数据工作量降低误报㊁错报㊁漏报概率㊂（３）各系统各模块之间具有相对的独立性，可自由配对，同时又可以无缝对接，整个系统有很强的可扩腾性，方便增新的系统功能㊂
（四）通信系统
电池储能电站的通信系统可划分为站控层㊁间隔层和储能单元层㊂站控层设备包括监控主机㊁历史数据服务器㊁Ⅰ区数据通信网关机㊁打印机㊁网络安全监测装置等㊂间隔层设备包括间隔层交换机㊁公用测控装置㊁１０ｋＶ光差保护测控装置㊁站用变保护测控装置㊁防孤岛保护装置㊁频率电压紧急控制装置㊂储能单元层设备包括储能单元层交换机㊁ＰＣＳ二次系统㊁ＢＭＳ㊁就地监控装置㊂
（五）风能直驱热泵
风能直驱热泵系统是将风力机传出的机械能直接带动压缩机做功，减少了中间的发电过程㊂以车床代替风力机作为动力源直接驱动压缩机热泵系统，并进行了简单的实验和分析，实验结果符合空气源热泵制热的一般情况，风能直驱热泵制热技术是可行的㊂对垂直轴风力机驱动的热泵系统进行了风轮气动特性数值分析，并以张家口张北地区的１５ｍ２节能建筑物为实例进行供暖负荷计算，进一步说明了风力机直接驱动压缩机供热是可行的㊂
四㊁结语
风能和热泵系统在解决能源枯竭和环境污染等问题起着十分重要的作用；然而目前对风能热泵系统的研究还不够成熟，从风能电驱动热泵到风能直接驱动热泵的过渡问题，风力机与压缩机的匹配问题，不同热源的间歇性问题，以及蓄能技术的应用问题等都还没有完全解决㊂因此，未来需要对上述问题进行深入剖析，发展研究集风能㊁太阳能㊁地热能㊁水能等多种清洁的可再生能源于一体的复合热泵系统，同时，再辅以储能技术进行调节㊂多种可再生能源复合热泵系统以及储能技术的耦合将会是今后的热点课题㊂
参考文献：
［１］张锋，印欣，樊国伟，亢朋朋，王诗铭，郑华．储能参与系统调峰㊁调频的关键技术研究［Ｃ］．中国电力科学研究院．用电与能效专题讲座暨智能用电及能效管理技术研讨会论文集．中国电力科学研究院：北京市海淀区太极计算机培训中心，２０１９：８４－９１．
［２］陈鹏，朱智富，黄福闯，张洪信．储能电站电源管理系统研究［Ｊ］．机械制造与自动化，２０１９，４８（６）：１７８－１８２．
作者简介：
闫校辉，大唐定边风力发电有限责任公司㊂
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