储能系统数字建模、安全运行及经济评估
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前言

随着我国“双碳”目标的提出及能源转型逐渐深入,我国新能源装机容量和发电占比不断提升。新型电力系统的高比例新能源、高电力电子化、配网有源化等特征,对其稳定性、可靠性提出了更高的要求,快速、灵活的调节资源配置需求逐渐增加。储能技术在提高风、光等可再生能源的消纳水平、缓解调峰压力、平滑可再生能源输出等方面发挥着重要作用,是促进可再生能源高效利用的关键技术之一。

江苏、河南、湖南、青海等省份百兆瓦级电化学储能电站的成功投运,验证了大规模储能电站快速响应、精准调频、应急支撑等作用,为储能电站的工程运行积累了丰富经验,而在众多储能示范工程建设落地的同时,新一批的储能电站建设也在紧锣密鼓的规划与筹备之中。可以预见的是,在未来长期阶段中,储能电站的不断建设与落地是解决新型电力系统转型需求的必然手段。在这种背景下,研究储能系统的运行、控制技术及经济性评估方法显得尤为重要,为解决储能系统如何用及如何评价使用效果的问题提供解决思路。

本书围绕储能系统的运行控制及经济评估进行撰写,总结了著作团队的研究成果,参考了国内外相关研究团队和会议报告的相关内容,分5章进行撰写。第1章主要从政策和标准化层面介绍储能行业的发展现状,梳理了国家和地方的储能相关政策及国内外储能标准。第2章阐述了电化学储能、物理储能、热储能几类主流储能技术类别,并列举了储能在电力系统中的典型应用及示范工程情况。第3章介绍了电化学储能系统关键设备建模方法,给出了常用的等效电路模型和电化学模型的研究现状及模型的适用性,并介绍了储能电站数字镜像技术及基于非线性估计的镜像储能电池系统预警技术。第4章围绕储能安全的研究热点,梳理了国内外电网侧预制舱式储能消防安全研究现状,介绍了火灾风险识别技术,并分析了吉瓦级电化学储能电站安防体系。第5章阐述了高压变电站站用光储型微电网、风光储系统等特定场景下储能容量优化配置及经济性评估方法。全书将为储能系统的运行、控制、容量配置及经济性评估带来有益参考。

本书主要由北方工业大学/青海大学李建林教授、梁忠豪和北京海博思创科技股份有限公司董事长张剑辉博士撰写;此外,北方工业大学游洪灏、王茜、刘硕和国网新疆电力有限公司尹翔、国网福建省电力有限公司电力科学研究院张伟骏、中国人民解放军93184部队蔡海锋、内蒙古工业大学任永峰等撰写了部分内容。

本书得到了2023年度青海省科技计划项目(2023-ZJ-704)和国家自然科学基金面上项目(52277211)的资助,在此深表感谢。

本书可供储能技术及相关领域的研究人员、从业者参考使用,也可供高等院校广大师生借鉴参考。

著者

2023年11月