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大数据技术在储能发展中的应用研究

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刘洋

一、引言

在碳减排压力下，清洁能源的开发和利用在我国得到了迅猛的发展。然而，风电和光伏接入电网时受地理环境、天气等影响，具有较强的波动性、随机性和间歇性，严重影响了电网安全稳定运行。储能技术通过高储低发的原理有效提高系统运行灵活性，消除风电、光伏发电等波动性能源的不利影响。

2020年以来，国家层面连续出台文件鼓励推动储能建设，促进清洁能源高质量发展。明确储能技术在未来能源体系中扮演的重要角色。要求提高电力系统调节能力，推动储能技术应用。鼓励多元化社会资源投资的储能建设，鼓励在电源侧、电网侧、用户侧的储能应用。大数据、物联网、人工智能等技术的优化顶层设计，支持储能技术发展，巩固未来能源供应安全。

二、储能发展现状及趋势

（一）我国储能发展现状

“5.31新政之后”我国储能产业发展迅猛。储能应用在可再生能源并网、智能微电网、辅助服务、电网侧、用户侧等领域发展迅速。截止2019年12月底，我国已投运储能项目装机规模为32.4，比2018年增长3.6%。其中，电化学储能项目同比增长59.4%，累计装机规模为1709.6MW。我国储能产业从原材料生产、储能设备制造、系统集成、资源回收已经建立较为完备产业链。虽然部分关键环节依赖国外技术，但是无论前沿技术还是主流技术我国都已经布局，并且培育出了以比亚迪、宁德时代、中科储能、中车新能源、大连融科等一批技术领先的储能厂商，这些都是实现我国储能产业规模化发展的坚实基础。

（二）国外储能发展现状

全球储能项目装机主要分布在欧洲的西班牙、法国、德国、意大利、奥地利，北美的美国，亚洲的中国、印度、韩国和日本，这些国家储能项目装机容量累计占全球近五分之四。

德国和日本用户储能销售蓬勃发展，是支撑储能系统装机规模重要支柱。2019年，全球储能装机规模为2.7GW/5.5GWh。欧洲储能项目工期较短、规模较小、成本较高。发电企业倾向于天然气填补由于煤电退役而带来的装机缺口。2020年受全球疫情影响，全球经济遭受到较大的冲击，很多行业出现衰退，值得庆幸的是储能行业受到的冲击较小。未来，随着能源转型普遍得到认识，储能行业将会蓬勃发展。预计2025年，全球分布式储能市场用户储能模将达到130亿美元。在未来智能电网发展中，可再生能源发电独立运行和大规模储能应用后，信息技术的应用将是大新兴浪潮。

三、大数据技术下我国储能发展

（一）发电侧

储能技术在发电侧可发挥平滑波动、一次调频、减少弃电的功能，提高紧急无功支撑等，解决大规模新能源并网问题，从而，提高电网对新能源的消纳能力。储能技术响应速度极快，可实现信息化、自动化和智能化，储能的调峰调频能力方便电网进行调度。

大数据分析技术通过能源互联网的数据采集、分析及动态服务功能，支持新能源配额交易、电能交易、分布式电源设施监测与运维、互动用电、节能服务、等多种新型业务，将不同运行状态和类型的机组优化组合，动态调整发电状态，提高能源利用率，实现资源有效配置，从而提高发电商的发电补偿效益，达到节能减排目标。建立发电侧机组节能调度多目标优化模型，运用遗传算法等大数据分析算法进行求解。运用大数据分析方法提出储能充放电策略，以成本最低、低碳效益最大等为优化目标，利用粒子群算法、遗传算法等解决储能系统容量配置的一系列优化问题。

（二）电网侧

在电网侧配置分布式或独立式電池储能电站，可以代替现有火电调频机组、调峰机组、无功发电机组、事故备用机组、可控负荷等，具有一定的经济价值。

通过数据采集、传输、处理、服务等大数据技术，获取能源互联网中电网、天然气网、信息通信网、电气化交通网、运行状态数据，经过数据处理、聚类、数据分析，提供改进的控制策略。大数据的价值主要体现为提升电网企业经营管理效率以及服务电网企业用户。例如，在输电阶段，通过数据采集输电环节的各个线路实时信息数据，制定合理的输电方案，大大降低电力线损率。我国电力行业目前处在建造智能电网时期，大数据技术可以加强电力系统中的输电能力，降低输电环节电力的损耗。

（三）用户侧

用户侧储能是商业化应用最早领域。储能可通过“削峰填谷”，为用户节省用电成本、降低用户停电风险、降低容量电费、提高电能质量、并参与需求侧响应，可通过节省扩容费率、峰谷电价差、用电响应、等降低用电成本，从而发挥多重价值。

目前，用户侧储能产业领域缺乏规范的互联网平台来拓展业务。设计以云服务器为主站，移动端应用作为交互前端，以“政府、电网、用户、商家”为服务对象，采集系统的大数据，接入用电信息，贯通储能从“设计、接口、建设、运维”环节，实现引导用户侧储能合理布局，精准测算出用户储能经济效益，并智能感知工商业用户储能配置需求。实现储能主体广泛互联、储能运营主体智慧互动、储能效益价值共创产业生态圈。以储