TechWeb文/新喀鸦

“碳达峰”是当今比较热门的话题之一，我国的目标是在年前实现碳达峰，年前实现碳中和。而实现碳中和或是碳达峰的方式可以分为三个部分，即：能源生产、能源传输和能源利用。

能源生产：风电/光电

从能源生产的角度来实现碳达峰需要大幅提高清洁能源的占比，比方说风电、光伏、水电。但这类发电方式都具有波动性，在引入后，电力系统的供需平衡难度、安全稳定运行保障难度相应增大，所以要构建新型电力系统。

在风电方面，由于风力发电会受到季节、气温、风速的影响，波动性非常大。将其并入电网后会对电网的造成冲击，影响电网的稳定性。那么我们该如何评估风电厂并网之后对整个电网造成的波动影响呢？以加拿大魁北克公司的风电厂为例，他们利用MATLAB和Simulink对整个风电厂的电气、机械和控制系统进行设计和仿真，进行动态仿真和功率预测。通过实时的仿真准确预测设备需求，以此来保证并网后电网的可靠性。

在光伏方面，大多数光伏发电系统中，光伏产生的电能需要先储存在电池中，而电池容量的选择则是一个关键性的问题。如果电池容量选得过小，那么就会产生安全问题，如果是电池容量选择过大，则会增大整个系统的搭建成本。那么该如何找到经济合理性和安全性之间的平衡点呢？美国的Sandia国家实验室利用MATLAB和Simulink去模拟整个Hawaii的微电网，对光伏发电微电网配电系统进行建模和仿真，以此来评估光伏发电设施可靠运行所需的电池容量和控制系统。

能源生产：储能

电网最终需要的是稳定的电力供应，而像风电、光伏这类可再生能源在供应电力的时候往往都具有波动性。因此与风电、光伏配套使用的储能系统也变成了重要的一环。储能系统可以吸收风能和太阳能产生的多余能量，储存起来供发电量少的时候使用。

目前在储能行业，除了我们熟悉的电池储能以外，还有很多其它的储能方式发展也很快，比如飞轮储能和熔盐储能。

Teraloop公司的飞轮

飞轮储能就是将电能转化为动能进行存储。如果我们将飞轮想象成为一个“大陀螺”，那么飞轮储能的第一步就是用电机带动这个“大陀螺”转起来，此时能量就以动能的形式存储在飞轮中了。当我们需要用电时，可以让这个转起来的“大陀螺”带动发电机中的转子旋转，这样“大陀螺”中的动能又变为电能了。

飞轮储能的特点可以总结为三点，第一，功率密度高，储电量大，可以在短时间提供巨大的能量输出。第二，使用寿命长。第三，快速充放电。正因为这样的特点，飞轮储能正在逐渐应用于电网调峰调频、能量回收、UPS电源等领域。

而真的要将飞轮储能并入电网的时候，需要解决的问题也有很多。并网过程中最优先考虑的关键因素就是要保证对电网的冲击小一点，保证并网过程中的安全可靠性。以芬兰公司Teraloop的飞轮储能系统为例，他们通过使用MATLAB和Simulink对飞轮与现有电网系统的集成进行建模，以此来解决这样的问题。

能源传输

在能源传输方面，优化电网结构和提高能源传输的效率是目前行业

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