大数据技术在储能发展中的应用研究+储能技术在新能源电力系统的应用研究.docx

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1、大数据技术在储能发展中的应用研究在碳减差压力下，清洁能源的开发和利用在我国得到了迅猛的发展。然而，风电和光伏接入电网时受地理环境、天气等影响，具有较强的波动性、随机性和间歇性，严重影响了电网安全稳定运行。储能技术通过高储低发的原理有效提高系统运行灵活性，消除风电、光伏发电等波动性能源的不利影响。2020年以来，国家层面连续出台文件鼓励推动储能建设，促进清洁能源高质量发展。明确储能技术在未来能源体系中扮演的重要角色。要求提高电力系统调节能力，推动储能技术应用。鼓励多元化社会资源投资的储能建设，鼓励在电源侧、电网侧、用户侧的储能应用。大数据、物联网、人工智能等技术的优化顶层设计，支持储能技术发展，

2、巩固未来能源供应安全。二、储能发展现状及趋势（一）我国储能发展现状“5.31新政之后”我国储能产业发展迅猛。储能应用在可再生能源并网、智能微电网、辅助服务、电网侧、用户侧等领域发展迅速。截止2019年12月底，我国已投运储能项目装机规模为32.4,比2018年增长3.6%。其中，电化学储能项目同比增长59.4%,累计装机规模为1709.6MW。我国储能产业从原材料生产、储能设备制造、系统集成、资源回收已经建立较为完备产业链。虽然部分关键环节依赖国外技术，但是无论前沿技术还是主流技术我国都已经布局，并且培育出了以比亚迪、宁德时代、中科储能、中车新能源、大连融科等一批技术领先的储能厂商，这些都是实

3、现我国储能产业规模化发展的坚实基础。（二）国外储能发展现状全球储能项目装机主要分布在欧洲的西班牙、法国、德国、意大利、奥地利，北美的美国，亚洲的中国、印度、韩国和日本，这些国家储能项目装机容量累计占全球近五分之四。德国和日本用户储能销售蓬勃发展，是支撑储能系统装机规模重要支柱。2019年，全球储能装机规模为2.7GW5.5GWho欧洲储能项目工期较短、规模较小、成本较高。发电企业倾向于天然气填补由于煤电退役而带来的装机缺口。2020年受全球疫情影响，全球经济遭受到较大的冲击，很多行业出现衰退，值得庆幸的是储能行业受到的冲击较小。未来，随着能源转型普遍得到认识，储能行业将会蓬勃发展。预计2025

4、年，全球分布式储能市场用户储能模将达到130亿美元。在未来智能电网发展中，可再生能源发电独立运行和大规模储能应用后，信息技术的应用将是大新兴浪潮。三、大数据技术下我国储能发展（一）发电侧储能技术在发电侧可发挥平滑波动、一次调频、减少弃电的功能，提高紧急无功支撑等，解决大规模新能源并网问题，从而，提高电网对新能源的消纳能力。储能技术响应速度极快，可实现信息化、自动化和智能化，储能的调峰调频能力方便电网进行调度。大数据分析技术通过能源互联网的数据采集、分析及动态服务功能，支持新能源配额交易、电能交易、分布式电源设施监测与运维、互动用电、节能服务、等多种新型业务，将不同运行状态和类型的机组优化组合，

5、动态调整发电状态，提高能源利用率，实现资源有效配置，从而提高发电商的发电补偿效益，达到节能减排目标。建立发电侧机组节能调度多目标优化模型，运用遗传算法等大数据分析算法进行求解。运用大数据分析方法提出储能充放电策略，以成本最低、低碳效益最大等为优化目标，利用粒子群算法、遗传算法等解决储能系统容量配置的一系列优化问题。（二）电网侧在电网侧配置分布式或独立式甯池储能电站，可以代替现有火电调频机组、调峰机组、无功发电机组、事故备用机组、可控负荷等，具有一定的经济价值。通过数据采集、传输、处理、服务等大数据技术，获取能源互联网中电网、天然气网、信息通信网、电气化交通网、运行状态数据，经过数据处理、聚类、

6、数据分析，提供改进的控制策略。大数据的价值主要体现为提升电网企业经营管理效率以及服务电网企业用户。例如，在输电阶段，通过数据采集输电环节的各个线路实时信息数据，制定合理的输电方案，大大降低电力线损率。我国电力行业目前处在建造智能电网时期，大数据技术可以加强电力系统中的输电能力，降低输电环节电力的损耗。（三）用户侧用户侧储能是商业化应用最早领域。储能可通过“削峰填谷”，为用户节省用电成本、降低用户停电风险、降低容量电费、提高电能质量、并参与需求侧响应，可通过节省扩容费率、峰谷电价差、用电响应、等降低用电成本，从而发挥多重价值。目前，用户侧储能产业领域缺乏规范的互联网平台来拓展业务。设计以云服务器

7、为主站，移动端应用作为交互前端，以“政府、电网、用户、商家为服务对象，采集系统的大数据，接入用电信息，贯通储能从“设计、接口、建设、运维环节，实现引导用户侧储能合理布局，精准测算出用户储能经济效益，并智能感知工商业用户储能配置需求。实现储能主体广泛互联、储能运营主体智慧互动、储能效益价值共创产业生态圈。以储能基础设施和电网为依托，以大数据技术为基础，储能电力云交易作为主要业务收入盈利模式，构建大数据平台商业运营模式。四、新一代信息技术促进储能产业发展（一）物联网技术对储能产业经济安全问题促进物联网技术在清洁能源生产中连接发电、输电、配电和储电设备上的传感器，远程实时监控设备工作，可以降低运营成

8、本。通过能源物联网连接各类新型业务需要深广度和广度的数据连接支持（包括智能电表、碳排放、智能运维、能效管理、能耗监测、用户侧电器、充电桩等），可以为智慧储能的许多应用场景提供基础数据连接，实现高效化、清洁化、市场化的开发应用，促进节能减排，辅助实现能源电力的高效化消费。目前，智能小区是物联网重要应用之一，包含用电信息采集、互动服务、配电自动化、储能用户侧分布式电源、电动汽车充电、智能家居等新技术，综合计算机技术、通信技术、测量技术、控制技术等多学科技术领域，是多系统、多领域协调的集成应用。用户可以利用这些信息识别用电浪费，尤其是一些耗电设备，从而节省能源费用。（二）区块链技术对储能商业模式影响

9、关于商业模式问题是近几年实践者和学者们重要研究问题之一，区块链技术的迅猛发展为商业模的式创新注入新的信息驱动力。利用区块链的共识算法、加密技术、分布式存储、智能合约实现多主体交易的智能研判、快速融合形成交易全过程的大账本，实现能源数据的不可篡改、精准追溯、最终满足能源交易公正、公平、公开的要求。“区块链+共享储能，作为储能的一种创新商业模式，可以分别用在电源侧、电网侧和用户侧。电源侧共享储能：通过整合电源侧储能站，为新能源电厂提供弃风弃光的电量释放与存储，缓解清洁能源高峰时段的电力电量消纳困难，从而实现电源侧“储能于厂”。电网侧共享储能：利用电网现有资源，在变电站设置可供储能接入标准的插座，整

10、合中小储能企业移动式储能资源，吸收弃风弃光的电量，根据国网三站合一建设要求及电网需求放电，实现灵活移动的共享储能在电网侧“储能于站用户侧共享储能：当新能源高发时段吸收电力，利用智能楼宇或电动汽车等储能装置，对电动汽车进行充电，其他时段释放电力，实现用户侧“储能于民在区块链技术的保障下，新能源和储能就像买卖股票一样，轻松便捷的进行市场竞价交易。（三）人工在智能对储能的未来发展人工智能技术通过集成简化技术的方式改善现有的储能技术，包括可再生能源的微电网、抽水蓄能、公用事业规模的电池储能等。随着储能技术的进步和成本的逐渐下降，智能储能在电网中的辅助服务中作用越来越重要。当供应、需求缺口的时候，Al可

11、以实现有效分配，并且可以节省功耗供以后使用。集成不同的多个存储系统可以最大程度地发挥作用，而且智能能量存储系统通过改善间歇性发电引起的电压控制和频率可以进一步提高安全性。人工智能技术显著地应用是创建自主机器人，机器人在其他危险情况下可以代替人类。无人驾驶机器可测量高压电力线路、记录并报告其所在位置，以便提取而不会危及人的生命。能源市场参与者使用机器学习提高提高能源交易的透明度、预测能力，集成清洁能源、存储并赋予无人机以生命。强大的人工智能技术和能源行业的融合将对全球能源产生广泛而巨大的影响。五、结语全二轮产业变革和科技革命蓬勃兴起。大数据、储能等技术方兴未艾，相互融合，具有广阔应用前景。本文基

12、于国内外储能技术发展现状，剖析大数据技术在发电侧、电网侧和用户侧的应用，并扩展到物联网技术、区块链技术和人工智能技术等其他信息技术在储能产业中的应用，以期望对我国储能产业信息化发展提供思路。可以预见“十四五”时期，全国电力需求将维持低速增长态势，而新能源电源装机将仍维持一定比例快速增长。随着新能源装机与电力消费占比进一步提升，平均发电的成本将被抬高，在整体电力需求增长的环境下，新增消纳成本无法通过限价的电力市场解决。构建全国范围的储能大数据中心尤为重要。依托此数据中心，开展储能电站的并网检测，对不同厂商设备的技术评估。建立储能标型体系有助于该行业有序的参与电力市场交易，提升储能效益、效用价值，

13、助力储能产业的商业化进程。储能技术在新能源电力系统的应用研究摘要：随着我国经济实力的快速提升，我国迎来了高速发展的全新时代，国内高速发展的经济使得各行业对能源的需求量激增，火力赞电等传统发电方式为国家的可持续发展带来了较大压力，新能源电力系统的研究与应用成为电力行业发展的重要方式。为了实现对风能、太阳能等新能源的高效应用，储能技术成为电力企业的重点研究技术内容，相关企业希望通过高效的储能转化技术为电力系统的可靠运行提供支持，推动新能源在电力系统中的可靠应用。关键词：储能技术;新能源;电力系统;应用1储能技术1.1 飞轮储能在飞轮储能系统中，电能将加速一个放在真空外壳内的转子（达几万转/每分钟）

14、，即由固体材料制成的大质量圆柱体，从而将电能以动能形式储存起来（利用大转轮所储存的惯性能量）。当需要释放电能时，便利用这些动能来发电。飞轮储能一般运行在真空环境下，这样可以最大程度降低风阻及摩擦带来的损耗。飞轮储能的优点是寿命长、效率高、稳定性好、较少需要维护、有较高的功率密度及响应速度快。缺点是能量密度低，只可持续几秒至几分钟。当前一般应用在蓄电池系统中进行补充。1.2 物理储能物理储能包括压缩空气、飞轮以及抽水储能几种类型，能够以物理能的形式存储电能，在实际应用时，电力企业通常可以结合发电类型、环境现状等合理选择储能方式，实现对能源的高效应用。抽水储能虽然储能容量较高，但是该技术容易受环境

15、限制，在环境位置不合适的情况下往往会消耗更多的应用成本，该技术在风力资源丰富的西北地区缺少应用的环境基础;飞轮储能主要是将电能存储为机械能，虽然具有较高的功率密度，但是缺少足够的能源存储量，在磁悬浮、材料相关技术的限制下，该技术难以实现大规模应用;压缩空气储能与抽水储能类似，对环境要求高，通常需要在密封良好的空间内使用，其建设快且造价低，但是在储能效率方面存在欠缺。1.3 超导储能超导储能系统是由用超导材料制成的、放在一个低温容器中的线圈、功率调节系统和低温制冷系统等组成。能量以超导线圈中循环流动的直流电流方式储存在磁场之中。由于该储能方式直接将电能储存在磁场当中，没有能量形式的转换,因此功率

16、密度很高，能量的充放电速度非常快，响应速度与转换效率也较高。但是由于其材料价格昂贵，维护较为复杂，且需要维持低温环境等原因，当前阶段在电力系统中应用较少。2储能技术在新能源电力系统的应用研究2.1 储能技术在太阳能电力系统中的应用太阳能发电产生的电能需要通过光伏并网的方式为电网输送电能，为了避免新能源电能造成电网波动等问题，电力企业需要积极研究高效的储能技术，尽可能提升储能设备的稳定性和瞬时功率传输水平，确保电能输送过程的平滑性，确保光伏并网的顺利进行。为了提升技术应用效果，电力企业可以将信息化、智能化计算机技术与储能技术融合应用，通过智能系统对技术应用过程进行自动化控制，规避设备并网运行隐患

17、。在太阳能电力系统应用储能技术时，电力企业需要根据光热、光伏等不同的系统运行模式选择适宜的储能技术方案，合理应用相变储能、电化学储能等方式实现对太阳能的高效应用。2.2 负荷响应电力系统实际运行过程中，为了能够保证电网运行的有效性，尽量减少意外事故出现的概率，通常会对一些大功率的负荷进行自动化的调整，在负荷较高的状态下不同部分的电网通常会交替运行，这样就能够保证高峰时段电网的运行能够满足人们的实际需求，确保供电的稳定性。电力用户在使用光伏储能系统的时候，能够最大限度地保证用户电能供应的稳定性，然而，在这一过程中，相关工作人员也应该重点关注储能电站以及电网之间在负荷响应系统中的连接问题，需要保证

18、至少有一条通信线路能够正常运行，使用这样的方式才能够最大限度地避免高功率设备，真正满足负荷的响应需求。在新能源系统中使用负荷响应技术，通过对不同电网的有效选择进行交替应用，才能够降低系统运行过程中出现故障的概率，利用符合响应技术能够对高功率负荷进行相应的调整，确保在临界值范围以内进行稳定工作，保证电能供应质量的前提下，还能够尽量减少调整供电量时，对电网的稳定运行产生的不利影响，保证电力系统的安全稳定运行，最大限度地保证电能供应的稳定性。2.3 风光系统和化学储能电站联运在新能源系统处于用电低谷时间，无法维持满负荷工作状态，为降低设备损耗，减少实地运维成本，不需要主动进行联运。而达到用电平衡时间

19、段，风光系统为不满发的情况,此时启动的联运模式是：储能电站借助低谷时期获得的电量,支持风光系统处于平衡状态的用电及运维需要。在储能电站自身容量超过风光系统的输出电量，也有其他管理方式。例如，储能电站在用电低谷时获取的冗余电量，支持各类系统在此时段运维。而储能电站处于用电平衡时段获得的储能，同样可支持系统此时段运维。在用电高峰时段购进的电能，支持风光系统处于用电平衡时期的运维。2.4 改善电能质量由于受到天气温度、组件倾角等因素的影响，新能源系统的输出功率会有所变化，造成了发电量的不稳定，使发电量预测的难度增加，对馈入电网的谐波产生影响。并且，随着太阳光照强度的变化，光伏发电功率会对电网潮流中的

20、负荷特性产生一定的影响。新能源系统并入电网之后，会对电网潮流的方向、现有电网调度、规划运行方式等产生影响，加大对电网调度及控制的难度。当大量新能源系统接入电网后，将加剧电压波动，引起电压调节装置的频繁动作，使电网的电能质量下降。当储能接入光伏发电系统后，由相应的能量转换系统控制储能装置的充放电，可以达到对电网调峰的目的，使新能源系统的发电量得到有效控制。结语在新能源系统中，储能技术的应用会涉及各个方面，企业也应该顺应时代快速发展的需求，充分应用先进的互联网技术，妥善处理储能技术的应用条件以及具体的影响因素,尽量排除外界环境产生的影响，切实提高企业的储能管理水平,通过有效的激励机制，建立更加安全、可靠的新能源系统，为人们提供更加稳定的电能。参考文献川新形势下开展电力系统党建工作的策略J.魏汉炎.中外企业家.2017(12).