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摘要：随着世界人口不断剧增，人们对能源资源的需求越来越大，所以各国都在不断研发新的技术开发新能源，以维持能源的可持续开发。在能源互联网中，储能作为协调电能与多种能源灵活转换和综合利用的关键设备，使得多种能源以最清洁高效便捷的方式进行转换、传输、存储并在用户端得到共享。由于储能技术在能源互联网中融合的高技术性，需要精通能源互联网和可再生能源方面的技术人才，这是当前的发展的一个重大突破口，未来我国将建立一套能源互联网发展系统，推动资源的储存、利用和发展，共建人类文明和谐共同体，推动能源技术行业的转型升级。本文分析了能源互联网中储能的作用和需求，并对储能在能源互联网中应用的关键技术进行了探讨。
关键词：储能;能源互联网;可再生能源发电
1能源互联网中储能的作用和需求分析
1.1支撑大规模可再生能源友好并网
大规模波动性及间歇性可再生能源发电的接入使得电源侧的不确定性增加，加大了电网功率不平衡造成的风险。针对大规模可再生能源发电的接入，储能有两个层面的应用途径：一方面，在能源生产环节通过储能技术与可再生能源发电的联合，减少其随机性并提高其可调性;另一方面，在并网层面通过电网级的储能应用增强电网对可再生能源发电的适应性。对于后者，作为电网的可调度资源，储能将具有更大规模的应用价值和应用空间。在电网层面的应用中，储能的应用需求可分为功率服务和能量服务：第一，功率服务中储能应对电网的暂态稳定和短时功率平衡需求，作用时间从数秒至数分钟。对于功率服务，需要响应快速的大容量储能技术，如飞轮储能、超级电容储能等，这些储能技术与电力电子技术相结合，具有四象限调节能力，可以对有功功率和无功功率进行双向调节，对电网的电压和频率进行支撑。第二，能量服务中，储能用于长时间尺度的功率调节，作用时间可以从数小时延伸至季节时间尺度，用于应对系统峰谷调节以及输配电线路的阻塞问题。对于能量服务，双向的电力储能需要具有長时间尺度的存储能力、较高的循环效率及较低的成本，实现可再生能源发电在时间维度上的转移。
1.2支持多元能源系统能量管理和路径优化
在局域多能源系统，管理者可以根据价格信息合理安排各能源的生产、转换、存储及消费，使得系统运行成本最低，并保证系统可靠和高效运行。储能和释能管理是系统运行决策的重要对象。系统可以依据储能状态的动态变化，确定储能的功率方向和大小，维持系统内供需平衡。同时，系统潮流的分布将影响系统运行经济性和效率。储能的功率流向和大小是系统潮流优化的重要控制变量，可以使系统获得最优的能量流路径。储能的安装位置、容量大小和储能释能过程的优化对局域能源系统的经济高效运行起到重要的作用。要求储能具有动态响应系统运行状态的能力、较高的转换效率及便利的安装条件。
1.3维持系统内多能源系统的能量平衡
随着各类型能源网络不断扩展，能源互联网中存在多种能量流的相互耦合和影响，能量供应不平衡问题日益凸显，尤其在当前各能源网络普遍存在用能峰谷问题时，供能不平衡带来的不便和隐患被进一步放大，需要储能弱化多种能源间的强相关和紧密耦合关系，实现系统内多能源系统的灵活性和可靠性，同时储能的技术类型和作用时间尺度要与系统的能源供应需求和转化元件的技术特性相匹配。
1.4提高能源交易的自由度
在能源互联网中，储能实现能源供应和消费在时间和空间上的解耦，改变了传统能源供应及消费模式，能源的生产者和消费者作为交易主体都将参与到市场竞争中，并且其角色可相互转换。理想的能源交易市场不仅可以促进能源在局部区域的优化分配，也可以在广域范围内提升资源配置的效率，使多能源自发形成合理高效的分配格局。对于大型的能源供应商，利用大规模储能的“库存”能力，响应市场价格的变动，促进了资源的合理分配和布局。与此同时，分布式储能与能源生产的存在改变了用户与能源供应商之间固有的供需关系，使用户具有自由选择参与或退出市场的权利。储能的存在提供用户参与能源交易的可能性，用户根据自身的能源消耗需求和生产能力，结合储能的配置，向能源市场发出定制的能源需求，在一些时段，将以生产者的角色向市场提供可靠的能源供给。储能技术水平的不断提升，催化出新的用能模式，如电动汽车，家用分布式储能装置等，有助于推动能源消费市场的变革，加速能源行业的进步。在良好的市场机制下，储能的经济性对能源互联网的构建具有关键性的作用。
2能源互联网中储能应用的关键技术研究
2.1储能的规划及协同技术
大规模可再生能源的高效利用是能源互联网建设的基础。集中式可再生能源发电的并网消纳涉及电力系统充裕度、安全性和经济性等方面的问题，如何利用储能解决上述问题是目前各相关方关注的热点。大规模化储能与可再生能源发电的协同规划与调度是实现电网级储能应用的两个关键问题：第一，储能的规划，包括储能的选址、选型和容量配置几个层次的内容，在规划层面，通过储能的合理选型、布局和容量配置，实现发输电资源的协调配合和高效利用;第二，储能的调度，涉及包含储能、新能源、常规电源、可控负荷在内的机组组合问题，在调度层面合理安排储能系统的调峰调频和旋转备用容量，实现新能源本地和跨区域消纳。概括起来可归纳为两层优化问题：外层为电网潮流约束下的储能选址和容量配置优化，内层为以新能源送出消纳或经济性为目标的储能充放电运行优化。
2.2与能量转换装置协调
能源互联网中如何利用储能建立各多元能源之间的耦合关系满足潮流约束，并合理配置储能容量，是能源互联网中有待解决的一项关键技术。储能动态特性对可靠性、能源利用率等指标的影响不能忽略，储能对系统能量传输和转换的经济性、效率、可靠性等方面的影响也待评估。
2.3能量流优化与调度技术
能源互联网中多元能源的耦合，使得能源输入输出路径和配置变得复杂。此外各类设备的“即插即用”及故障时的“网络重构”，都使得能量流路径具有多变的特征。能源路径选择、能源分配的多元化和多变性为能源互联网的设计和运行管理带来挑战。
3结语
总之，储能技术的提高可以增加我国能源的使用率，能源互联网的建立可以完善我国的能源调配，将储能技术与能源互联网联系起来，可以提高我国资源的利用效率，实现资源的合理配置。因此要不断加强能源信息之间的交流，促进能源的市场化，建立一套完整的能源分配标准，加大政策补贴，为我国储能技术的进步提供经济和信息基础。
参考文献
[1]章健，梅彦，贺兴，等.新一代智能电网的管理--多微电网的网络架构、运行模式及控制策略研究[J].电器与能效管理技术，2015，（18）.
[2]王继业，孟坤，曹军威，等.能源互联网信息技术研究综述[J].计算机研究与发展，2015，（5）.
[3]李建林，修晓青.能源互联网中储能系统发展趋势分析[J].电气应用，2016，（16）.
[4]杜锦芬.能源互联网背景下的电力储能技术分析[J].通讯世界，2018，（3）.
作者简介：
姓名：张波琦
出生年月：1983
学历：硕士研究生
职称：工程师
单位：国网西藏电科院
关键词：储能;能源互联网;可再生能源发电
1能源互联网中储能的作用和需求分析
1.1支撑大规模可再生能源友好并网
大规模波动性及间歇性可再生能源发电的接入使得电源侧的不确定性增加，加大了电网功率不平衡造成的风险。针对大规模可再生能源发电的接入，储能有两个层面的应用途径：一方面，在能源生产环节通过储能技术与可再生能源发电的联合，减少其随机性并提高其可调性;另一方面，在并网层面通过电网级的储能应用增强电网对可再生能源发电的适应性。对于后者，作为电网的可调度资源，储能将具有更大规模的应用价值和应用空间。在电网层面的应用中，储能的应用需求可分为功率服务和能量服务：第一，功率服务中储能应对电网的暂态稳定和短时功率平衡需求，作用时间从数秒至数分钟。对于功率服务，需要响应快速的大容量储能技术，如飞轮储能、超级电容储能等，这些储能技术与电力电子技术相结合，具有四象限调节能力，可以对有功功率和无功功率进行双向调节，对电网的电压和频率进行支撑。第二，能量服务中，储能用于长时间尺度的功率调节，作用时间可以从数小时延伸至季节时间尺度，用于应对系统峰谷调节以及输配电线路的阻塞问题。对于能量服务，双向的电力储能需要具有長时间尺度的存储能力、较高的循环效率及较低的成本，实现可再生能源发电在时间维度上的转移。
1.2支持多元能源系统能量管理和路径优化
在局域多能源系统，管理者可以根据价格信息合理安排各能源的生产、转换、存储及消费，使得系统运行成本最低，并保证系统可靠和高效运行。储能和释能管理是系统运行决策的重要对象。系统可以依据储能状态的动态变化，确定储能的功率方向和大小，维持系统内供需平衡。同时，系统潮流的分布将影响系统运行经济性和效率。储能的功率流向和大小是系统潮流优化的重要控制变量，可以使系统获得最优的能量流路径。储能的安装位置、容量大小和储能释能过程的优化对局域能源系统的经济高效运行起到重要的作用。要求储能具有动态响应系统运行状态的能力、较高的转换效率及便利的安装条件。
1.3维持系统内多能源系统的能量平衡
随着各类型能源网络不断扩展，能源互联网中存在多种能量流的相互耦合和影响，能量供应不平衡问题日益凸显，尤其在当前各能源网络普遍存在用能峰谷问题时，供能不平衡带来的不便和隐患被进一步放大，需要储能弱化多种能源间的强相关和紧密耦合关系，实现系统内多能源系统的灵活性和可靠性，同时储能的技术类型和作用时间尺度要与系统的能源供应需求和转化元件的技术特性相匹配。
1.4提高能源交易的自由度
在能源互联网中，储能实现能源供应和消费在时间和空间上的解耦，改变了传统能源供应及消费模式，能源的生产者和消费者作为交易主体都将参与到市场竞争中，并且其角色可相互转换。理想的能源交易市场不仅可以促进能源在局部区域的优化分配，也可以在广域范围内提升资源配置的效率，使多能源自发形成合理高效的分配格局。对于大型的能源供应商，利用大规模储能的“库存”能力，响应市场价格的变动，促进了资源的合理分配和布局。与此同时，分布式储能与能源生产的存在改变了用户与能源供应商之间固有的供需关系，使用户具有自由选择参与或退出市场的权利。储能的存在提供用户参与能源交易的可能性，用户根据自身的能源消耗需求和生产能力，结合储能的配置，向能源市场发出定制的能源需求，在一些时段，将以生产者的角色向市场提供可靠的能源供给。储能技术水平的不断提升，催化出新的用能模式，如电动汽车，家用分布式储能装置等，有助于推动能源消费市场的变革，加速能源行业的进步。在良好的市场机制下，储能的经济性对能源互联网的构建具有关键性的作用。
2能源互联网中储能应用的关键技术研究
2.1储能的规划及协同技术
大规模可再生能源的高效利用是能源互联网建设的基础。集中式可再生能源发电的并网消纳涉及电力系统充裕度、安全性和经济性等方面的问题，如何利用储能解决上述问题是目前各相关方关注的热点。大规模化储能与可再生能源发电的协同规划与调度是实现电网级储能应用的两个关键问题：第一，储能的规划，包括储能的选址、选型和容量配置几个层次的内容，在规划层面，通过储能的合理选型、布局和容量配置，实现发输电资源的协调配合和高效利用;第二，储能的调度，涉及包含储能、新能源、常规电源、可控负荷在内的机组组合问题，在调度层面合理安排储能系统的调峰调频和旋转备用容量，实现新能源本地和跨区域消纳。概括起来可归纳为两层优化问题：外层为电网潮流约束下的储能选址和容量配置优化，内层为以新能源送出消纳或经济性为目标的储能充放电运行优化。
2.2与能量转换装置协调
能源互联网中如何利用储能建立各多元能源之间的耦合关系满足潮流约束，并合理配置储能容量，是能源互联网中有待解决的一项关键技术。储能动态特性对可靠性、能源利用率等指标的影响不能忽略，储能对系统能量传输和转换的经济性、效率、可靠性等方面的影响也待评估。
2.3能量流优化与调度技术
能源互联网中多元能源的耦合，使得能源输入输出路径和配置变得复杂。此外各类设备的“即插即用”及故障时的“网络重构”，都使得能量流路径具有多变的特征。能源路径选择、能源分配的多元化和多变性为能源互联网的设计和运行管理带来挑战。
3结语
总之，储能技术的提高可以增加我国能源的使用率，能源互联网的建立可以完善我国的能源调配，将储能技术与能源互联网联系起来，可以提高我国资源的利用效率，实现资源的合理配置。因此要不断加强能源信息之间的交流，促进能源的市场化，建立一套完整的能源分配标准，加大政策补贴，为我国储能技术的进步提供经济和信息基础。
参考文献
[1]章健，梅彦，贺兴，等.新一代智能电网的管理--多微电网的网络架构、运行模式及控制策略研究[J].电器与能效管理技术，2015，（18）.
[2]王继业，孟坤，曹军威，等.能源互联网信息技术研究综述[J].计算机研究与发展，2015，（5）.
[3]李建林，修晓青.能源互联网中储能系统发展趋势分析[J].电气应用，2016，（16）.
[4]杜锦芬.能源互联网背景下的电力储能技术分析[J].通讯世界，2018，（3）.
作者简介：
姓名：张波琦
出生年月：1983
学历：硕士研究生
职称：工程师
单位：国网西藏电科院