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分布式新能源发电中的储能系统能量管理分析

摘要

能源是维持社会稳定发展的关键助力，其可以在实际生产发展阶段中合理转化为社会公众必需的动力、光能、热能及其他自然资源。结合各类条件及划分标准来看，可以将能源展开多样化分类定位，主要包括常规能源与新能源，前者通常涵盖了石油、水能、天然气、煤炭等普及使用的能源类型，而后者是新时代社会还没有普遍开发及利用的资源，主要涉及海洋能、太阳能、风能及地热能等等。在此期间，风能主要是因地表结构在高温度条件下产生的水蒸气与气温差造成的气压差异，进而在空气由高压区域朝向低压区域不断流动所产生的风，此过程中所形成的动能便被称为风能。太阳能指的是阳光照射于地球表层展开能量转换与利用。分布式发电中的储能系统为了有效降低功率波动所带来的影响，就需要在外部电网展开新能源输出，从而促使系统时刻维持自带负载输出状态。

新能源发电的现状

对于我国而言，是存在着比较丰富的风能储量，其中太阳能的开发和应用是大的优势之一，在以往的二十年中，光伏产业的发展速度是快的。在二零一一年，光伏发电的总装机容量达到了三万千瓦，占全国总发电量的百分之零点五。但是由于技术的落后和成本的高低等因素，导致目前的风力发电的规模一直不能满足市场的需求量。我国的新能源发电的开发与应用起步较晚，在计划经济体制下，对传统的火力发电的依赖性很强，而且由于新能源资源分布不均匀，导致了新能源的利用率较低，这也限制了其使用范围。

分布式新能源发电中的储能系统工作模式

系统能源管理的过程中，关键的参数主要包括以下几个方面内容：一是电池的超前状态；二是超级电容器。在物理算法中，超电容器和单电压的平方形成正比例的关系，因此可以推出能够通过测量超电容器的单电压获取剩余容量。但需要特别注意的是，电池在工作过程中，剩余容量和单电压两者之间并不存在明确的函数关系，在此情况下就需要采取间接测量法。分布式新能源发电中的储能系统使用的是系统系数积分法与卡门过滤器，从而实现在电池的线上能够计算出SOC。对此进行简要的分析与讨论，根据相关预测，如果将电力容量的SOC正常状态设定为百分之二十到百分之九十之间，那么低容量可能为百分之二十以下，高容量则为百分之九十以上。可以得出在实际应用过程中会存在诸如SOC的百分之三十到百分之九十、电池、低容量以及高容量等多种模式。当采用同一种控制策略应对所有模式时，检查电池的SOC、超级电容器以及系统运行时间之外的电网，就可以明确分布式新能源中储存能量所需的控制策略。如图1所示，AC/DC总线混合发电系统，主要借助太阳能和风力发电，通常情况下，在实际运行过程中，高的跟踪状态则为太阳能与风力发电输出处于快速的变化因素。例如，在天气情况良好的状态下，采用超级电容器作为能源储存设备。在此之外分布式的新能源发电中，储能系统为了可以促进其在孤岛状态下处于长期和稳定的运行模式，则是需要采用长期能量储存的装置，通过合理的应用大容量的电池，例如612V/65Hz。应明确的是，根据两种不同的能源储存单元的自身特点、外部电网实际状况以及剩余容量情况等，分别采用针对性的控制策略。

各种各样工作模式下的电能管理策略

针对于全部异常模式状态下的储能管理策略而言，是需要综合上述几种异常情况，通过直流母线之间的相互均衡，使其促进异常模式可以合理的转变为上述的其中一个模式，之后采用相对应的管理策略进行控制。针对都处于异常模式下的能量管理策略来讲，可以分为下面两种情况：一是蓄电池剩余容量与超级电容都处于过高的情况，此时就需要在孤岛运行过程中，控制其自身输出功率；二是对于蓄电池剩余容量与超级电容两者都处在过低的状态下来讲，为了有效维持敏感负荷始终处于正常状态下，就剔除一些不必要的负载，从而充分确保分布式新能源发电系统处于稳定状态。

储能能量管理系统

安科瑞Acrel-2000ES储能能量管理系统具有完善的储能监控与管理功能,涵盖了储能系统设备(PCS、BMS、电表、消防、空调等)的详细信息,实现了数据采集、数据处理、数据存储、数据查询与分析、可视化监控、报警管理、统计报表等功能。在高级应用上支持能量调度,具备计划曲线、削峰填谷、需量控制、备用电源等控制功能。既可以用于储能一体柜,也可以用于储能集装箱,是专门用于设备管理的一套软件系统平台。