储能接入对新能源场站的影响
储能对新能源来说,有什么意义
1.
接入新能源,保障安全 首先风能、太阳能和海洋能等可再生能源,受季节、气象和地域条件的影响,具有不明显的不连续、不稳定性,而大规模的储能技术可以将不稳定的可再生能源拼接起来,转化为可靠稳定的能源供应。 其次,储能技术也是智能电网建设的坚强后盾,它不仅可以提高智能电网对可再生能源发电兼容量,同时也可以实现智能电网能量双向互动。新能源并入电网后,储能在功率上能够实现实时的平衡,能提升能源的消纳能力,削峰填谷,为能源安全再套上一层保护壳。
2.
合理调控,大大降低成本 在使用储能电池时,用“谷电”对储能系统充电,在高峰期应用于生产、运营,电能的利用效率高,不仅可以减轻电网负担,还可以降低运营成本。
大规模新能源发电对电力系统稳定性的影响
风速、光照是随时变化的，风电机组、光伏电站的出力主要由风速、光照强度的大小决定，因此风电场、光伏电站的出力也是波动的。其不稳定性将会导致大规模风电、光伏电站并网之后，造成电网电压、电流和频率的波动，影响电网的电能质量。电网公司为消除不利影响，需要增加额外的旋转备用容量，从而增加了电网运行成本，也会间接影响新能源的发展。风电近几年发展尤为迅速，已经成为继火电、水电后的第三大电能生产形势，本文将着重介绍大规模风电机组并网对电网稳定性产生的影响。
大规模新能源并网对电网暂态稳定性存在影响。在新能源发电装机比例较大的电网中，由于改变了电网原有的线路传输功率、潮流分布以及电能质量等，因此，大规模新能源并网后电力系统的暂态稳定性会发生变化。比如，大规模风机并网系统，如果地区电网较弱，风电机组在系统发生故障后无法重新建立机端电压，风电机组运行超速失去稳定，将会引起地区电网暂态电压稳定性破坏[2]。
大规模风电机组并网电力系统，其中风电机组的低电压穿越能力将会对电力系统稳定性造成较大影响。低电压穿越（LVRT）指在风机并网点电压跌落的时候，风机能够保持并网，甚至向电网提供一定的无功功率，支持电网恢复电压，直到电网恢复正常，即成功“穿越”这个低电压区间。当风电在电网中所占比例较大时，若风机在系统发生故障时采取被动保护式解列方式，将会增加整个系统的恢复难度，甚至可能加剧故障，并最终导致系统其他机组全部解列。因此，在大规模风机并网的电力系统中，风电机组必须具备相应的低电压穿越能力.
所谓可再生能源，即包括太阳能、风能、水能、地热、潮汐、生物质能以及各种热泵技术。而智能电网的发展前景，则很大程度上取决于清洁能源、可再生能源利用的充分程度。当前，能源利用效率问题是全世界无法回避的共同课题。世界各国对于可再生能源利用的平均水平不足1%，即便在欧盟等发达地区，也不足10%。众所周知，我国长期采用较为粗放的经济发展模式，与美国、欧盟相比，我国创造相同的GDP，还要多消耗5至7倍的能源。对此，国家电网公司近年来一直在致力于破解这一困局，为智能电网的普及应用探索出一条新路。
那么，可再生能源与智能电网究竟是什么样的关系？
智能电网，是以物理电网为基础，将现代先进的传感测量技术、通信技术、信息技术、计算机技术和控制技术与物理电网高度集成而形成的新型电网。当今世界各国因经济水平和发展战略不同，智能电网建设的水平和侧重目标亦不相同。美国侧重于利用可再生能源发电，以解决电网老化和设备更新升级等问题。欧盟扩大可再生资源利用，则将目标指向减少温室气体排放，提高能源利用效率。中国当前的目标，则是建设以特高压电网为骨干网架，各级电网协调发展，具有信息化、自动化、互动化特征的坚强智能电网。
举例而言，位于河西走廊西段的酒泉市素有“世界风库”之称。甘肃省近年来在此建设了我国首个千万千瓦级风电基地——甘肃酒泉千万千瓦级风电场，2010年底实现装机容量550.45万千瓦，风电发电量突破20亿千瓦时，接近了三峡电站的发电量。但是风电的外送和并网问题一直是困扰风电发展的大难题，只有通过加快建设特高压智能电网，才能提升对可再生能源的接纳能力，为可再生能源的发展提供高效的发展平台。
风力发电机虽然直接产生三相交流电，但是频率会随风速变化。若把风电输进电网，第一步是把它整流成为直流电。在两种情况下，都需要用变流器把直流电变成与电网频率上严格同步、相位上准确匹配的交流电。这不但需要昂贵的设备，而且导致变流时能量损耗。由于风能的间歇性，特别风能的高峰时间与用电的高峰时间在大部分情况下不吻合，如果要使风能成为主要的能源，能量储存是不可缺少的。一般来讲，可再生能源发电的分布式供能具有不稳定和不连续的特点，当并网的分布式能源的系统数量越多时，对电网的冲击越大。而智能电网恰恰在这方面有着不可替代的优势，它实现了规模电能储存，做到了稳定、连续供电，其规模储能单元起到了“电能银行”的作用。
从上述稍显晦涩的描述中，我们可以大致想象出一个画面——以往城市中的锅炉、烟筒将不复存在，冬季取暖的热能和夏季空调的供电将绝大部分来自于太阳能、风能、地热等可再生能源，甚至屋顶的自然光也可以通过导管导入地下车库用来照明。人们将在智能电网的帮助下分享可再生能源对人类的厚爱。
恰如国际大电网组织秘书长科瓦尔在接受CBN记者采访时所说，可再生电源的发展和提高能效，被看作是智能电网发展的主要因素。目前，中国已经拥有世界上最先进的电网设备，需要探索的只是如何将可再生能源并入电网，并安全使用电网的问题，即以清洁、高效、分布式为推进核心。只有在引进消化最新智能电网技术的同时，创新推广最新智能电网产品，才是服务于未来、让中国站在世界智能电网发展最前沿的终极路径。文章来源OFweek智能电网
可以，绝对可行，以目前的电力电子技术已经非常的成熟。风电了解不多，但是也是需要风电变流器这个电力电子设备做为接入网的关键设备。光伏则是通过并网逆变器接入电网。无论变流器还是逆变器，均属于电力电子技术的一个应用环节，实现一个DC-AC的转换，在转换过程中通过跟踪电网电流波形，然后同步锁相实现与电网的同期运行，所以此时的光伏或者风电均属于大电网中一个供电电源。首先，当然单就光伏或者风能其输出负载受天气影响而变化的，但接入电网后，整个大电网将做为此类能源的backup电源，所以在接入数量不多的情况下是非常稳定，不会对电网造成大的影响。当然此类分布式电源接入电网之后，对于电网也会造成一定影响，比如过去在10KV及其以下电压等级中，潮流计算中基本不考虑逆向潮流，所以整个网间的整定保护值是按照不存在逆向潮流进行整定设定，大规模接入分布式新能源之后，或许会对电网的继保造成影响。其次，大规模的新能源接入之后，会对电网的稳定运行造成影响，因为对于整个电网而言，出力是等于负载的，但如果不稳定的新能源大规模接入之后，怎么样在新能源发电端出力下降后，常规的核电，火电，水电等快速将出力加大补足将会成为一个新的挑战，这个也就是前段时间整个新能源行业讨论比较热烈的德国电网怎么安稳的度过日食影响一样，(一句题外话，看到当时整个讨论的各种意见，我觉得蛋疼，其实一个很好的解决方案，日食是可以预测的，那么只是需要在日食那天将接入的新能源解列，进行系统维护就可以，电力由常规能源补足不就可以解决这个日食问题了)但要达到这个程度，需要接入的新能源将需要达到一个非常的数量，按照目前我们国家电网的实际情况，新能源的接入比例控制在5%左右就不会对整个电网造成冲击影响，如果电网智能化之后，也会使新能源的接入比例提高，当然随着科技进步，天气预报的准确性的提高，新能源出力的可预测性会更准确，那么其对电网的影响就越小，而且电网的可承接力也就越大。
8月中旬，美国加州经历了19年来首次滚动停电。加州独立系统运营商发出警告， 由于电网吃紧，需要采取分区滚动式停电模式来防止电网崩溃。 消息一出，引发关注。正值美国大选之际，这一话题瞬间被政治化。据媒体报道，停电事件中，超过100万人失去了电力供应。
目前的初步原因汇总显示：停电是多种概率事件同时发生造成的，其中包括天然气机组的宕机；高温天气跨区联络线过热限流，部分老化线路容量不足；风电场宕机等等。系统调度与监管机构对于系统是否购置了足够充足的备用仍旧存在认定上的争论。
上一次加州下令滚动停电是在2001年能源危机期间。 从1月到5月，发生多次停电，其中一次影响150多万客户，其原因是能源短缺和能源批发商操纵市场合力发挥作用的结果。
加州州长纽森（Gavin Newsom）强调，加州电力短缺是“不可接受的”。他将电力短缺归因于加州从污染性的天然气过渡到太阳能、风力发电等“清洁”能源的结果，因为太阳下山之后或无风时，无法发电。他承诺释出更多能源，也将对电力短缺进行全面调查。纽森表示， 由于过去几天创纪录的高温，用电需求大增， 曝露 出可再生能源的不足。
光伏发电出力特性会给电网安全稳定运行造成巨大影响。截至2019年年底，美国加州光伏发电的装机容量为2740万千瓦，占美国光伏发电总装机容量比例约36%，居全美第一。光伏发电量通常情况下占加州总发电量的比例约为20%。
在高比例光伏发电接入的情况下，加州净负荷曲线为“鸭型”曲线，即负荷曲线在中午前后到达低点，在15时之后开始上升，负荷曲线峰谷差大，这为加州电力调度带来困难。
为此， 加州一直非常重视需求响应发展，通过相关激励手段调动负荷侧灵活资源积极性，以解决电力供需矛盾。 然而，此次罕见热浪袭击加州，加之疫情影响，居民大多居家，空调负荷等温度调节负荷激增，大大激化了原有的电力供需矛盾。
本次加州轮流停电事件一方面说明， 光伏发电、风电等电源出力具有波动性、反调峰性，对电网安全稳定运行造成的威胁不可忽视 。高比例新能源发电接入的情形下，亟须开展电力电子化电力系统稳定性基础分析、电力电子化电源的宽频带振荡特性等基础理论研究，完善电力系统稳定计算标准体系，突破海量超电磁暂态仿真技术瓶颈，提高电网仿真分析能力，支撑深度认知电网特性。
另一方面，本次加州轮流停电事件中，高比例光伏发电接入、罕见高温、疫情居家等多因素交织，充分表明在电网安全运行中，考虑单一因素具有一定的局限性，多种情景叠加则进一步考验电网供电能力。 电网企业需在规划、运行、营销乃至应急等环节充分考虑综合因素，确保供电可靠。
随着分布式电源、储能系统、新能源 汽车 等领域相关技术不断发展， 负荷侧灵活资源有着极大的开发利用空间 。我国经过多年摸索，在负荷侧灵活资源利用上取得了显著成效。据相关研究，我国负荷侧灵活资源超过2亿千瓦，通过相关政策、机制挖掘这些资源价值，意义重大。
电力服务具有普惠特点，涉及民生问题。本次加州轮流停电事件中，电力供需紧张在电力及上游能源市场上造成了一系列连锁影响。 电价快速上涨加重了防疫期间居民、企业的经济负担，对经济 社会 发展造成巨大影响。
反观国内，在防控新冠肺炎疫情期间，电网企业主动担当，坚决执行国家降低电价政策，有力支撑“六稳”“六保”目标实现，充分体现出我国的制度优势。可见，我国电网 健康 发展需要坚持制度自信，发挥“六个力量”，为经济 社会 发展和民生改善提供有力保障。
可再生能源是重要的能源资源，开发利用可再生能源具有以下重要意义：
1、开发利用可再生能源是落实科学发展观、建设资源节约型社 会、实现可持续发展的基本要求。充足、安全、清洁的能源供应是经 济发展和社会进步的基本保障。我国人口众多，人均能源消费水平低， 能源需求增长压力大，能源供应与经济发展的矛盾十分突出。从根本 上解决我国的能源问题，不断满足经济和社会发展的需要，保护环境， 实现可持续发展，除大力提高能源效率外，加快开发利用可再生能源 是重要的战略选择，也是落实科学发展观、建设资源节约型社会的基 本要求。
2、开发利用可再生能源是保护环境、应对气候变化的重要措施。 目前，我国环境污染问题突出，生态系统脆弱，大量开采和使用化石 能源对环境影响很大，特别是我国能源消费结构中煤炭比例偏高，二 氧化碳排放增长较快，对气候变化影响较大。可再生能源清洁环保， 开发利用过程不增加温室气体排放。开发利用可再生能源，对优化能源结构、保护环境、减排温室气体、应对气候变化具有十分重要的作用。
3、开发利用可再生能源是建设社会主义新农村的重要措施。农 村是目前我国经济和社会发展最薄弱的地区，能源基础设施落后，全 国还有约 1150 万人没有电力供应，许多农村生活能源仍主要依靠秸 秆、薪柴等生物质低效直接燃烧的传统利用方式提供。农村地区可再 生能源资源丰富，加快可再生能源开发利用，一方面可以利用当地资 源，因地制宜解决偏远地区电力供应和农村居民生活用能问题，另一 方面可以将农村地区的生物质资源转换为商品能源，使可再生能源成 为农村特色产业，有效延长农业产业链，提高农业效益，增加农民收 入，改善农村环境，促进农村地区经济和社会的可持续发展。
4、开发利用可再生能源是开拓新的经济增长领域、促进经济转 型、扩大就业的重要选择。可再生能源资源分布广泛，各地区都具有 一定的可再生能源开发利用条件。可再生能源的开发利用主要是利用 当地自然资源和人力资源，对促进地区经济发展具有重要意义。同时， 可再生能源也是高新技术和新兴产业，快速发展的可再生能源已成为 一个新的经济增长点，可以有效拉动装备制造等相关产业的发展，对 调整产业结构，促进经济增长方式转变，扩大就业，推进经济和社会 的可持续发展意义重大。
当前，国际石油价格一再飙升，能源消费大国苦不堪言，因此发展可再生能源成为许多国家关切的问题。
到如今为止，可再生能源在全世界的研究热潮方兴未艾，其原因之一，是能源危机日益临近，照2003年的煤炭开采速度，中国的煤炭还可以开采80多年，而中国，是世界上煤炭储藏量最多的国家。海湾地区的石油，在不足四十年之内，也将枯竭。我们设想，如果这一天到来，我们人类会怎么办呢？
所以，无论那个国家，都在瞄准这一方向努力，希望获得技术突破，从而在真正的危机来临之前，摆脱被动的局面。获得世界的主导权。这是一个国家的战略的问题。有一个西方的政治元老说的好，“二十一世纪的能源科技，将会极大的改变世界的政治格局和地缘政治。”
可再生能源的意义远不止此，它还将改变人们的观念。可再生能源是大自然赋予我们的慷慨的礼物，它能极大的摆脱资源的限制，从而减少资源争夺的争斗，给世界带来和平。天凤海雨，取之不尽，用之不竭。并且能从此摆脱人类发展工业带来的环境困扰。它的意义，无论怎样形容，都是毫不过分的。将会给人类带来不仅是生活方式并且还有观念上的新的革命。
再生能源目前取得突破性进展的是风力发电。我国起步较早，但现在落后了。可以看我的《我国风力发电落后的原因》。目前我国的风力发电机组单机容量不大，而国外正在开发的已经达到了7500千瓦，投入运行的德国的风力发电机组已经达到单机容量5000千瓦。落后了不只一代。这两年我国一窝蜂的上风力发电机组，其主机都是从国外进口的，目前发电的成本还高于火电，要靠国家的财政补贴才能度日，就算这样，完全收回成本，也需要十年时间。也就是说，十年之中，我们是给洋鬼子扛活。做洋奴。
除了风力发电，生物质能发电也方兴未艾，主要是直接燃烧生物质，例如秸秆发电，目前国电集团有很多小热电机组投产，效益不错。它的发电方式和常规火电差不多，使用的是链条炉。没有多少技术创新之处。另外的主要是沼气发电，利用细菌发酵产生沼气，燃烧后推动燃气轮机，发电效率较高。但是造价不菲，光一个发酵容器就需要很大的投资。并且发酵效率就不是那么高了，最好用半发酵的原料，比如用牛粪。国内有一些养殖场建有小型的发电厂，但是技术也主要是引进的，光菌种的使用专利，就是不小的费用。太能能发电，在我国近年也有较快的发展，单晶硅、多晶硅的发电效率有望在较短的时间内，把发电效率提高到百分之二十以上。但目前来说，尽管太阳能电池板价格下降比较快，它发电的成本竟然是火电的五倍多，投入商业运营还有漫长的路要走。
上面说的几种发电方式，其最大的缺点是在电力系统中无法做主力机组，不能满足电力的大量使用，并且稳定性差。比如风力发电，尽管我国的风力资源很丰富，但是由于风力发电的不稳定性，它的电量经过潮流计算，大约只能占到总发电量的百分之十，如果机组过多，就会影响整个电网的稳定运行，因为风力是不可控的。而另外形式的发电机组，发电量又比较小，难以满足需求。
另外，还有潮汐发电，世界上最大的潮汐电站装机容量达到了20多万千瓦，已经十分可观了。以中国的海岸条件来说，能量密度不大。潮头最高的是浙江、广东沿海。最高的地区潮头达到了8.5米左右。另外还有必须建拦海大坝，施工相当复杂、困难。坝体的维护、机器的防海水腐蚀都需要不菲的费用。费用不说，坝址的选择多有困难。目前我国的海洋局作了海水的能源考察报告，认为我国目前可以开发的潮汐电站大约有一千万千瓦。那么这么一点电量，是远远不能满足需求的。
我国的能源政策，以前写入教科书的是：“大力开发水电，适当发展核电，控制发展火电。”主要是关停小的火电机组。热电例外。我国的电网实际状况是：火电发电量占百分之八十，水电占百分之二十。其余是核电，还占不上个零头。别的发电方式基本可以忽略不计。最近的政策我尽管不了解，但是大力发展核电肯定是提上了日程。因为我国的小水电开发的还不错，能够被利用开发的水电资源也不会很多了。火电日益向大机组、大容量发展。目前已经投产运行的最大的火电机组是100万千瓦。
核电的问题大家尽管不太了解，我个人了解的也不是很深入，但是我想谁也不愿意生活在一个原子弹旁边。这是不得已而为之的一种举措。前苏联的切尔诺贝利电站的泄露事件依然让世人心有余悸。
既然那么多发电方式都有问题，难道能源问题就没有出路了吗？答案是否定的，车到山前必有路。能源的短缺其实是相对的。一方面是燃料价格的不断上扬，一方面随着科学的进步，可再生能源的价格在不停的下降。当二者持平的时候，投资必然向后者倾斜。一个新时代就到来了。但是完全满足电力的需要，除核电外，别的只能作为补充。而不能担任主力机组。这是我们面临的主要问题。也就是说，不发展核电，我们是不是另有出路，这是个问题。
目前显现曙光的是海水的波浪能发电和海流发电。这是比较好的发电方式。不仅国家的研究机构，民间的研究机构和个人也都在一直不停的探索。这种探索甚至可以追溯到三十年前，一位福建的农民用波浪发电船发出了7千瓦功率的电。它的大规模实验还是较近的事。英国投入了大量的资金搞这方面的研究，这个国家地域狭小，资源贫乏，但是四面环海，海洋能十分丰富。另外研究波浪能走在前面的是日本鬼子。
全世界波浪利用的机械设计数以千计，获得专利证书的也达数百件。波浪能利用被称为“发明家的乐园”。
最早的波浪能利用机械发明专利是1799年法国人吉拉德父子获得的。1854－1973年的119年间，英国登记了波浪能发明专利340项，美国为61项。在法国，则可查到有关波浪能利用技术的600种说明书。
60年代，日本研制成功用于航标灯浮体上的气动式波力发电装置。此种装置已经投入批量生产，产品额定功率从60瓦到500瓦不等。产品除日本自用外，还出口，成为仅有的少数商品化波能装备之一。
该产品发电的原理就像一个倒置的打气筒，靠波浪上下往复运动的力量吸、压空气，推动涡轮机发电。
日本“海明”波浪发电试验船取得年发电19万度的良好成绩，实现了海上浮体波浪电站向陆地小规模送电。日本已将“海明”波浪发电船列为“离岛电源”的首选方案，继续研究改进。
但是我国政府的重视程度明显是不够的，在三十年的时间里，投入的研究经费才一千万多，够几个干部买几辆轿车的钱。而英国在五年的时间里，就投入了数十亿英镑。
波浪能发电的好处显而易见，就是规律性强，能量周期性变化短，如果有大规模的蓄能装置，（比如水库）是可以大规模发电并且作为主力机组的。如果获得突破，取代火电的地位是完全有可能的。
如果要想使波浪能发电取代火电的话，蓄能环节必不可少，最便宜的蓄能方式就是水库，所以，我个人认为，岸上蓄水库加常规水轮发电机组的模式应该是研究方向。也就是说，利用海水的波浪能提水，送到岸边建立的蓄水库里。理由无他，主要是蓄水库蓄能最经济，并且不象常规拦河坝蓄水库一样需要建立很大的大坝。因为河水随着季节变化很大，有丰水期和枯水期。而大海水面几乎是不变化的。另外的理由是在岸上建立蓄水库施工极为方便，没有工程难度，并且维护费用比拦河坝节省多了。对海水腐蚀的影响也比较小。
举例而言，位于河西走廊西段的酒泉市素有“世界风库”之称。甘肃省近年来在此建设了我国首个千万千瓦级风电基地——甘肃酒泉千万千瓦级风电场，2010年底实现装机容量550.45万千瓦，风电发电量突破20亿千瓦时，接近了三峡电站的发电量。但是风电的外送和并网问题一直是困扰风电发展的大难题，只有通过加快建设特高压智能电网，才能提升对可再生能源的接纳能力，为可再生能源的发展提供高效的发展平台。
不矛盾。如果矛盾的话，在未来传统化石能源枯竭之后，岂不是没有能源可用。水电作为传统的可再生能源在应用方面应该没什么可说的，大家争论的一般都是水电对生态环境的影响。 的确，如风电、太阳能确实存在不稳定性，可这不代表一定要发生有能源却完全不能用这种尴尬的事情，毕竟风电的全寿命成本比较高，造出来不发够电基本就是赔了。目前就针对风电，已经有很多新的应用来解决一些问题，可参加这篇文章：神奇的风电：解决电解铝40%成本问题，对于一些区域，可以使用这样非并网的方式加以利用。其次，伴随着未来技术的进步，很有可能高性价比的储能设备设施会出现并得到应用。而核电的成本还请参见核电的成本是多少？ 可见普遍核电还是要比煤电成本要低，最需要注意的就是其安全问题，主要是使用过的燃料棒的处理问题。 生物能源其实有着很大的空间，现在我们仍然每天大量浪费着生物能源，比如城市垃圾中的大量有机物质、污水处理厂的剩余污泥等，请参见我在这篇回答里4.1有关厌氧消化(AD)的部分国内城市垃圾处理方式与国外有何区别？国外垃圾处理是否有可以借鉴的地方？这部分生物能源其实和火电相比虽然目前体量小，但是相对清洁而且输出同样稳定，而且有着巨大的发展潜力。他像地热能、潮汐能等目前还没有进入大规模实用阶段，但是就答主所知，很多机构都一直在对潮汐能进行着不懈的研究，希望不久的将来就可以见到其大规模商用。 大幅度提高清洁的可再生能源应用比例已经是全球的共识，其大规模应用乃至逐渐取代传统化石能源在答主看来都是不可避免的，一些技术问题相信都可以解决。
