儲能對新能源發(fā)電波動(dòng)性的作用分析

2022年11月7日，立冬。

凜冬已至，“北溪”被炸，俄烏之間依舊硝煙密布，西歐人已經(jīng)感受到了時(shí)代傳遞的寒氣。

如何熬過這個(gè)最寒冷的冬天，成為越來越多歐洲人考慮的問題。

不過，一口吃不成胖子，俄烏沖突是歐洲能源問題的導(dǎo)火索，不是根源。

根源是長期以來，歐洲致力于降低化石能源依賴，向清潔能源過渡，導(dǎo)致了現(xiàn)在傳統(tǒng)化石能源退出太早，清潔能源尚未發(fā)揮替代作用的局面。

為了緩解能源危機(jī)，在雙碳背景下，歐洲重啟傳統(tǒng)化石能源的可能性微乎其微，勢必走上提高清潔能源穩(wěn)定性的路。

這條路，現(xiàn)在面臨的最大問題，表現(xiàn)在兩方面電源端發(fā)電的波動(dòng)性，以及電源端與負(fù)荷端的不匹配關(guān)系。

新能源發(fā)電波動(dòng)性影響

不同國家、區(qū)域的電網(wǎng)，有一個(gè)共同點(diǎn)，那就是需要時(shí)刻保持動(dòng)態(tài)平衡。

電網(wǎng)就像一條川流不息的河，與普通河流不同的是，它需要在不同季節(jié)、不同時(shí)段始終保持流量穩(wěn)定，否則供電太多，負(fù)荷端無法消納，或者供電太少，負(fù)荷端電力不夠用的情況就會發(fā)生。

以前電源端主要以火力發(fā)電廠為主，進(jìn)行電力輸送，我們可以自行調(diào)節(jié)輸電功率。

隨著電源端從傳統(tǒng)化石能源向光伏、風(fēng)能、水力等新能源過渡，這些資源受地形、天氣、季節(jié)、晝夜等因素影響，具備間歇性、波動(dòng)性和隨機(jī)性等特點(diǎn)，完全不是我們可以自行調(diào)節(jié)的。

因此，如果沒有儲能系統(tǒng)在新能源發(fā)電廠和電網(wǎng)之間進(jìn)行調(diào)節(jié)，電網(wǎng)動(dòng)態(tài)失衡，負(fù)荷端停電，帶來的后果不堪設(shè)想。

新能源靠天定，電源端日內(nèi)波動(dòng)明顯

風(fēng)能、光伏等的波動(dòng)性，是按小時(shí)甚至分鐘來劃分的，依托所處地理位置、氣候、天氣、季節(jié)等影響，同一個(gè)地方，在一天內(nèi)的不同時(shí)間段，光照強(qiáng)弱和風(fēng)力強(qiáng)勁程度差別明顯。

同時(shí)，負(fù)荷端的居民用電、工廠用電等，是不以發(fā)電能力為轉(zhuǎn)移的。

舉個(gè)簡單的例子，某地凌晨6點(diǎn)光照強(qiáng)、風(fēng)大，居民做飯、吃飯的用電高峰依舊是中午12點(diǎn)左右。

因此，電網(wǎng)需要在中午12點(diǎn)輸送足夠的電力到用電端，風(fēng)光發(fā)電直接供給不能實(shí)現(xiàn)，需要借助儲能系統(tǒng)，將風(fēng)光發(fā)電廠凌晨6點(diǎn)產(chǎn)生的電能存儲下來，中午12點(diǎn)配送進(jìn)電網(wǎng)，傳遞到用戶家里。

也就是說，風(fēng)光電站配儲，可以具體情況、具體分析，在風(fēng)電場、光伏電站發(fā)電功率高的時(shí)段，即電力出力曲線高峰時(shí)用儲能系統(tǒng)儲存電力，在功率低的時(shí)段，輸出功率，進(jìn)而保證電網(wǎng)平衡。

如此一來，風(fēng)光配儲，既能降低風(fēng)光系統(tǒng)電源端發(fā)電波動(dòng)性，也能提升電網(wǎng)系統(tǒng)調(diào)度靈活性。

消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化，負(fù)荷端電力波動(dòng)增加

近年，我國電力消費(fèi)機(jī)構(gòu)持續(xù)變化，截止2022年上半年，第一產(chǎn)業(yè)和第二產(chǎn)業(yè)用電量占比下降，合計(jì)約68%，第三產(chǎn)業(yè)和居民用電占比上升，分別為17%和15%。

這一數(shù)據(jù)說明，我國電力消費(fèi)結(jié)構(gòu)，以工業(yè)為主，服務(wù)業(yè)和居民用電發(fā)展迅速。

隨著我國產(chǎn)業(yè)陸續(xù)轉(zhuǎn)型升級，未來，我國第三產(chǎn)業(yè)和居民用電占比會越來越高，而服務(wù)業(yè)和居民用電本身就具備很強(qiáng)的波動(dòng)性。

以季節(jié)為例，夏季炎熱、冬季寒冷，人們使用風(fēng)扇、空調(diào)、電暖設(shè)備等進(jìn)行室內(nèi)溫度調(diào)節(jié)的時(shí)長顯著增加，同一座城市的用電量波動(dòng)性十分顯著，用電峰值出現(xiàn)的不確定性，極有可能對電網(wǎng)造成巨大的瞬時(shí)沖擊。

再結(jié)合酒店、飯店等服務(wù)業(yè)企業(yè)的營業(yè)時(shí)間，居民的上下班時(shí)間，負(fù)荷端的電力波動(dòng)性極大。

電網(wǎng)配儲，可以極大地緩解負(fù)荷端電力波動(dòng)的問題。

因地制宜，實(shí)事求是選配儲能路線

綜上，儲能系統(tǒng)能極大地緩解電源端和負(fù)荷端電力的波動(dòng)性問題。

儲能技術(shù)路線種類眾多，抽水蓄能、電化學(xué)儲能等適用于不同場景。

鈉離子電池、鋰離子電池、全釩液流電池、氫燃料電池等電化學(xué)儲能技術(shù)路線，響應(yīng)速度快，運(yùn)行模式多樣，規(guī)避電網(wǎng)瞬時(shí)沖擊的能力較強(qiáng)，適合與能源輸出頻率波動(dòng)較大的新能源發(fā)電站配合使用，比如風(fēng)電場、光伏電站等。

抽水蓄能，容量大、壽命長、度電成本低，適合波動(dòng)超4小時(shí)，需要長時(shí)儲能的地區(qū)選用，不過選址有要求，需要有山與丘陵，并有一定的高度差的地方，我國西南地區(qū)較為適合。