新型储能发展面临的难点分析及相应管理平台的设计应用

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据中国化学与物理电源行业协会储能应用分会公开资料显示，2022年我国新型储能新增物理储能装机规模分别为：蓄热蓄冷新增装机容量为69.6MW，压缩空气储能新增装机容量为115MW,飞轮储能新增装机容量为17.4MW。化学储能新增装机规模分别为：锂离子电池储能新增装机容量5.4GW，占电化学储能比例高达96.4%，液流电池储能累计投运装机容量为132.2MW，占新增储能装机总量的0.6%。

当前国家出台的一系列新型储能政策，给相关企业带来了较大的发展空间和市场机遇。如零碳未来(重庆)能源发展有限公司，一直致力于热(冷)储能的技术研究，已经在山东新泰、四川绵阳、江西南城建立了新型储能产业化基地，三大生产基地建成投产后，年产相变材料约15万吨，产值超过30亿元。“

尽管新型储能技术在近年来取得了显著进展，但仍需要应对来自各个方面的挑战。王会指出，一是高成本的挑战，比如储热领域，目前面临材料成本高，限制了其大规模应用。二是循环寿命和稳定性的挑战，比如部分新型电池、储热材料等在循环寿命和稳定性方面还存在挑战。三是资源依赖和环境影响，某些新型储能技术对特定材料或稀有资源的依赖较高，这可能引发供应风险和环境问题，例如锂离子电池需要大量的锂资源。四是缺乏标准和规范，目前标准和规范相对不完善，部分新型储能技术缺乏统一的测试方法、安全标准和性能评价方法，这给技术推广和市场发展带来了一定的不确定性。此外，相关法律法规不完善、储能系统安全问题等仍需进一步攻关。

为推动新型储能产业发展，江西南城县委、县人民政府出台了一系列支持鼓励政策，通过产业资金扶持、生产基地建设、产业引导等‘一企一策’的政策措施，在企业落户、工厂建设、供应链金融、产业引导资金等方面给与了大力的支持，为企业快速发展注入了强大的活力。”刘琪表示，新型储能已经得到了政府、市场的广泛认可，对培育和壮大储能产业发展具有重要的意义。

我国在新型储能领域的建设和发展可以追溯到2009年发布的《节能与新能源汽车产业发展规划》，将新能源汽车和新型储能技术列为重点发展领域。随后，相继出台了一系列政策和计划，以促进新型储能技术的发展。

2010年，启动了国家科技重大专项“先进储能技术与产业创新”，加大对新型储能技术的研发和支持力度。2013年，发布了《储能技术发展路线图》，明确了储能技术发展的目标和路径。“十三五”以来，我国新型储能行业整体处于由研发示范向商业化初期过渡阶段，在技术装备研发、示范项目建设、商业模式探索、政策体系构建等方面取得了实质性进展，市场应用规模稳步扩大。

“当前在‘双碳’背景下，新型储能产业迎来了‘万亿级’蓝海，产业市场广阔、发展潜力巨大。”该区工信局总工程师谭志彬表示，《措施》的出台是广州开发区抢抓新型储能产业发展战略机遇的创新实践，该区将依托国家新能源综合利用示范区建设，强化政策引导，从供给侧入手、在制造端发力、以硬科技为导向、以产业化为目标，聚焦新型储能全产业链条及多场景应用示范，聚力打造具有核心竞争力的新型储能产业创新高地。

Acrel-2000MG微电网能量管理系统能够对企业微电网的源（市电、分布式光伏、微型风机）、网（企业内部配电网）、荷（固定负荷和可调负荷）、储能系统、新能源汽车充电负荷进行实时监测和优化控制，保护微电网储能系统运行安全，实现不同目标下源网荷储资源之间的灵活互动，增加多策略控制下系统的稳定运行。同时促进新能源消纳、合理削峰填谷，减少电网建设投资，提升微电网运行安全，降低运行成本。

3.1 数据采集及处理

系统通过测控单元与储能装置、电池管理系统(BMS)、汽车充电桩、风机逆变器、光伏逆变器进行实时信息的采集和处理，实时采集模拟量、开关量。

图1 企业微电网光伏、储能数据统计

3.2 监视报警

微电网能量管理系统应具有事故报警和预告报警功能。事故报警包括非正常操作引起的断路器跳闸和保护装置动作信号；预告报警包括一般设备变位、状态异常信息或电芯过压、电芯欠压、电池簇过压告警、电池簇欠压告警等，保障储能系统运行安全。

图2 储能系统告警记录

3.3 运行监控

微电网能量管理系统是储能系统与运行人员联系的主要方式，系统可提供重要参数的显示和必要操作，包括储能系统主要储能装机容量、单次充放电量与时间、SOC曲线、收益及储能系统运行状态参数，手动和自动控制，控制调节对象包括直流开关、各电压等级的电动操作开关、主要设备的启动退出、PCS功率设定、装置运行参数设定等。

图3 企业微电网运行监测

3.4 光伏运行监控

监测企业分布式光伏电站运行情况，包括逆变器运行数据、光伏发电效率分析、发电量及收益统计以及光伏发电功率控制。

图4 光伏运行监测

3.5 储能管理

监测储能系统、电池管理系统(BMS)和储能变流器(PCS)运行，包括运行模式、功率控制模式，功率、电压、电流、频率等预定值信息、储能电池充放电电压、电流、SOC、温度，根据企业峰谷特点和电价波动设置储能系统的充放电策略，控制储能系统充放电模式，实现削峰填谷，降低企业用电成本。

图5 储能管理

3.6 充电桩监测

系统具备和企业充电桩系统或设备的软件接口，充电桩数据接入微电网能量管理系统进行集中监控，监测充电桩的运行状态，根据企业负荷率变化控制和调节充电桩的充电功率，使企业微电网稳定安全运行。

3.7 电能质量监测

监测微电网重要回路的电压波动与闪变、电压暂升/暂降、短时中断情况，实时记录事件并故障录波，为电能质量分析与治理提供数据来源。及时采取相应的措施提高配电系统的可靠性，减少因谐波造成的供电事故的发生。

3.8 自诊断和自恢复

系统具备在线诊断能力，对系统自身的软硬件运行状况进行诊断，发现异常时，予以报警和记录，必要时采取自动恢复措施。

4微电网数字化系统硬件设备

除了微电网能量管理系统软件外，还具备现场传感器、智能网关等设备，还包括了高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置、电能质量治理、新能源充电桩、电气消防类解决方案等，可以为企业微电网数字化提供一站式服务能力。

5结束语

在双碳目标以及电网运行安全要求驱动下，储能行业未来将会得到越来越多的政策支持，可以想象未来也会有越来越多的资本投入促使行业迅速发展，从而提高电网运行安全，提升电能使用效率。但是微电网系统，特别是储能电站的运行安全不容忽视，需要严格按照标准，建立微电网能量监测系统对储能电站进行监视、预警和控制，保障安全生产。