试析储能技术在光伏并网发电系统中的应用

陈志刚 安振宇 谷聪颖

摘 要：近年来，我国各方面的实力都有了很大提高，政治、经济、文化等，尤其是经济这方面，可以说是有着质的飞跃。与此同时，我们的供电系统也不仅仅是局限于一种方式，且有了更好的对环境无害的节能型系统，比如说太阳能光伏发电。不过当今我们的这个节能型系统并没有达到独立操作的水准，还是存在着时不时供电不足，电力系统不稳定的状况，所以说，针对这个问题，在光伏电网供电系统中结合着现代的储能技术，能有效的解决这些出现的问题。

关键词：光伏并网;发电系统;储能技术

现代科技的飞速发展，给人们带来的的并不只是生活质量上的提高，更多的是自然资源的消耗，而且还是一些不可再生的能源。更为严重的是，其中煤炭、石油的大量使用给环境带来了不可估量的污染，生态平衡的破坏也打乱了人们的生活节奏，危害到了人们的健康。所以说，现在的科技发展重中之重就是要寻找到能够代替这些资源的绿色无污染能源。太阳能作为新型供电能源在近代的科技中也发挥了不可替代的作用，并且可以说未来的工业前景光伏发电会是中坚力量。

1 光伏并网发电系统的结构及特点    光伏并网发电系统的结构主要是可以进行能量转换的能量单元光伏阵列、可以把光伏能源达到利益最大化的最大功率点跟踪（MP盯）装置、可以使供电系统平稳起到调节作用的储能系统、可以转变电流的并网逆变器和变压器。    光伏并网发电系统存在的代表性特征：⑴光伏发电系统的输出功率会受到天气因素的影响产生较大出入，因为天气是不可把控的，所以光伏发电系统输出功率是不稳定的;⑵在光伏发电系统实践之前，前期的资金投入过于多了，所以为了物有所值，安排的最大功率跟踪技术装置就要发挥作用，使资源得到充分的利用，不造成资源浪费;⑶在光伏并网做并网时，将电流跟电压设置成为同向，只有这样才能让太阳能得到充分的利用。

2 光伏并网发电系统对于电网的影响    2.1 对于电网线路潮流的影响    正常状况下，电网的潮流中的支路潮流走的都是单向性路线，而且通过与变电站距离的远近影响，配电网有功潮流单调也由大到小的转变。不过现在有了光伏并网的加入，所有的潮流状况都充满了各种可能性。新的事物加入会使整个局面都不同，电压的调节难度会变大，电压调整设备也会出现以往没有过的异常声响，且因为潮流的这种不确定性，会使原定的发电系统计划有一些未知的改变。    2.2 对于系统保护的影响    光伏电站的整体输出功率本身就是受光照的影响，如果能够使光照得到改善，那相应的输出功率和短路电流都会跟着增加，所以电流很可能会因为过大而形成短路或者其他的意外状况，且熔断器也可能会不能够正常运行。还有就是增加了光伏发电系统后，使原来的支路潮流单向性运行有了变化，也成功的使配电网络成为多源的电网，但是由于其不管是接入光伏发电系统前还是接入后都没有明确的方向性，那加入具有方向性的保护装置就很有必要了。    2.3 对于电网运行方面经济性的影响    因为光伏电源自身的问题，其输出功率有太大的不确定性，所以在并网运行彻底完成后，一定要增加相应的解决设备，比如说能够有着调峰、调频特点的旋转备用，从这些问题方面还是可以看出来，要想整个电网的运行经济性受到影响，光伏并网发电系统的电能输出必须主要建立在机组利用小时数减小的基础之上。不过在这个时候，我们同时要考虑到的还有旋转备用所产生的能源消耗及排放问题。

3 储能在光伏并网发电中的应用    3.1 以电网角度来看，储能在光伏并网发电中的应用技术有三种

⑴电力调峰：调峰的存在意义就是改善大功率负荷成堆出现的状况，使电网的负荷压力得到解脱。而且还可以适当的存储一些当时不必要的电能，一起攒着到负荷达到最高的时候发挥关键作用，从而达到电力平衡的作用，也增加了供电系统的稳定性。     ⑵电网电能质量控制：储能系统的加入，使之前不稳定的光伏供电特性得到安稳，所以此时适当的逆变控制方法可能会使储能系统对于电能质量的控制得到实现，当然了，会起到稳定电压、有源滤波和相角调整的作用。     ⑶微电网：光电网并网从眼下来看，是未来供电配网系统发展的重要航标，当然它也使供电系统得到了稳定。在微电网与系统共同运行时可能看不出什么来，储能系统也起不到什么作用，但是，一旦微电网脱离了系统，独自运行，那储能系统的负荷电能将成为微电网运行的一大保障。    3.2 以用户角度来看，储能在光伏并网发电中的应用技术有三种。    ⑴负荷转移：从技术层面上来看，光伏并网发电系统是在用户分时计费的前提条件下，完成的与调峰功能相同的负荷转移。而且就现实问题出发，一般白天的光照充足，也正是太阳能发电能源最充足的时候，但是光照充足也意味着光线很好，人们并不会使用照明工具，而一旦到了晚上，照明工具的使用会堆聚在一起使用，这个时候的光照可以说基本上很弱了，那人们所需要的电能很大程度上都来源于储能系统积攒下来的电能，所以说，储能系统的加入，完美调节了用电的高峰压力，满足了人们的用电需求。     ⑵负荷响应：电网的使用造成的负荷因为有时间的因素，所以会有高峰期和低峰期，当它达到高峰期的时候为了避免电网不能正常运行，负荷的控制系统显得至关重要，这样也不至于加入储能系统，就对负荷响应策略有影响。所以负荷响应控制系统需要光伏储能电站和电网之间必须至少有一条通讯线路。     ⑶断电保护：如果市电的供应无法满足用户的用电需求，光伏储能系统就能很好的提供帮助，满足用户需求后，又帮电网减轻了用电压力，分散了一些电力负荷，起到了断电保护的作用。

4 储能系统发展需求    4.1 储能技术    相对于光伏并网发电系统中存在的一些问题，比如说电流输出不够稳定，充放电的条件限制，充放电是不是小幅度循环等，让储能系统的加入使用受到了限制。所以在使用过程中，必须要对光伏并网系统进行优化。    4.2 控制技术    虽说储能装置的使用方便了人们的生活，但是由于前期投入资金较多，为了避免其达不到物有所值，就必须对储能装置做到最大化的价值利用，此时它的充放电策略都显得至关重要。所以说，研究出相应的控制管理系统是首要任务。    4.3 综合分析工具    任何事物都要看清楚了，才能知道怎样做到最好，储能系统与光伏并网的结合是好的，但首先对于两者都要有足够的了解，进行相应的分析，才能使它们真正做到强强联合。    5 结语    储能系统的使用意味着我们的科技发展有了新的突破，根據上文所述可知，未来的光伏并网技术只会更上一层楼，所以说储能技术的发展研究是光伏电网的重要部分。

参考文献    [1]张兴科.光伏并网发电功率波动与对策[J].电网与清洁能源，2011（6）：55-60.

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