基于儲能技術在光伏并網發電系統中的應用分析

劉雪平 楊巖冰 高錢 劉華凱

山東省產品質量檢驗研究院 山東濟南 250102

隨著我國工業進程不斷加快，石油和煤炭等石化能源最終會被消耗殆盡，同時應用這些能源時，我們的生活環境也會受到嚴重影響，其帶來的污染十分嚴重。所以，在這樣的背景下，人們急需發展一些低污染的能源技術，以此對傳統的能源進行有效替代。在太陽能的利用中，光伏發電的方式在最近這些年得到迅猛發展，無論對能源戰略光伏發電還是對環境保護都有著十分重大的意義。

1 光伏并網發電系統具有的特點及結構

1.1 特點

第一，此系統的輸出受溫度和光照的嚴重影響，其具體的輸出功率會呈現出十分巨大的變化，尤其在天氣比較多變的季節時，其發電功率會在此情況下呈現出不可控性和隨機性。第二，整個發電系統的造價十分高，為了可以更好的將太陽能資源最大化利用，系統經常會采用最大功率點跟蹤技術，同時還讓整個電網可以在最大程度上對光伏電能進行吸收利用。第三，高效利用太陽能的目的為了可以更好的實現，發電系統在并網時一般會讓并網點和并網電流的電壓相同[1]。

1.2 結構

在光伏并網發電系統中，光伏陣列是其中的基本環節，其主要是通過太陽能光伏電池單體進行串聯或并聯再組裝成組件，同時按照系統的實際需求，將其在支架上安裝，其主要是將太陽能逐漸的轉化成電能的一種轉換單元。MPPT裝置，主要是對光伏能源的充分利用進行保障，光伏電池陣列有著十分強的非線性特性，溫度和光照等因素都可能會對其輸出造成嚴重影響，跟蹤控制最大功率點可以對光伏電池陣列的最大輸出功率進行有效保證。儲能系統，主要是控制環節，起到調節作用，在光照條件比較良好時，可以將其中一部分電能儲存起來，同時在比較恰當的時候將其釋放出來，以此對光伏電源輸出的穩定起到一定的調節作用，使其供用電更加平衡。變壓器以及并網逆變器，主要是把光伏陣列中電壓比較低的直流電逐漸的轉化成電壓等級比較適中的交流電，讓光伏并網發電可以獲得各種必備條件。

2 光伏并網發電系統中儲能技術的應用

2.1 應用于電力調峰

針對電力調峰來說，其主要目標則是把峰電時段中的最大功率負荷的集中進行有效減少，以此將電網具體的符合電壓進行減輕。儲能技術在整個光伏并網發電系統中，對其合理應用可以按照實際的需求做出相應的改變，同時在低谷之時將系統中所發出的實際電能進行儲存，在負荷高峰的狀況下把儲存的電能進行充分釋放，對于這部分電能來說，實際上屬于符合供電，以此對功能的可靠性進行提升，讓運行的穩定性在整體上提高。

2.2 應用于微電網

對于輸配電系統來說，在未來微電網并網是十分重要的發展方向，電網系統運行的穩定性和可靠性會得到十分好的提升，在微電網和系統分離之時，微電網的運行比較單一，此時電源則會獨立承擔負荷的供電人物。因為微電網主要是由光伏電源所構成，在負載情況下儲能系統會發揮重要作用，將供電的安全性和穩定性進行有效提升。

2.3 應用于電網電能質量控制

實際控制電網電能的質量時，在光伏并網發電系統中將儲能技術科學合理的應用其中，可以有效的改善光伏電源的供電特性，以此對供電的穩定性進行有效提升，對逆變控制措施合理應用，光伏并網發電系統可以通過儲能技術控制有源濾波和整相角以及電壓等。

在光伏并網發電系統中儲能技術可以將良好的斷電保護功能提供給用戶，在電力正常供應的情況下，如果沒有辦法滿足用戶的電力需求，則用戶的電能可以通過光伏系統獲得。如果電力系統自身出現了各種故障，或是用戶在用電時存在著一定風險時，光伏并網系統會在這樣的情況下有效的實現自動斷電，同時還可以將斷電以后沒有及時發出的電能自動儲存起來[2]。

3 儲能系統的發展需求

3.1 儲能技術

實際應用儲能裝置時，一般都處于惡劣的工作環境中。同時，因為光伏發電的輸出并不是十分穩定，所以在此條件下，儲能系統的充電條件和放電條件也比較差，甚至個別時候還需要頻繁的進行充放電小循環。針對儲能裝置的發展現狀以及光伏并網發電系統所具有的特點來說，將儲能技術科學合理的應用主要可以通過以下幾點來進行改進。第一，功率密度和能量密度加大。第二，儲能裝置的循環壽命有效延長。第三，充電和放電速度增加。第四，其安全可靠的運行在更加寬泛的環境中可以得到保證。第五，整體成本有效降低。

3.2 控制技術

為了可以讓儲能裝置最大的能量輸和最長的使用壽命以及最優的使用效率得以實現，需按照儲能裝置所具有的特點，將比較適合這種儲能裝置的放電策略制定出來。比如傳統的鉛酸蓄電池在進行充電時，需要一個低電流和長時間的充電條件，只有這樣才可以對電池鉛版上結晶的形成進行有效避免。如果充電過程中，電流過大，則會導致電池的儲電能力不斷將低，甚至還可能會導致電池的壽命縮短。儲能裝置的電源為光伏電池，因此必須對其充電條件進行保證。所以，對更加先進的儲能裝置控制系統進行開發，可以將儲能裝置充電及放電的合理性進行有效解決。另外，對于現階段經常使用的儲能設備來說，其本身并不能對工頻交流電直接使用，所以，對配套的電能轉化裝置進行開發具有一定必要性[3]。

4 結語

在光伏并網發電系統中科學合理的應用儲能技術，主要可以將此技術分為微電網和電力調峰以及控制電網電能質量這幾個方面。其可以讓供電效果變得更加高效，同時符合儲能型的光伏并網系統可以把儲能型光伏并網發電系統所具有的作用更加充分的發揮出來。儲能技術因為光伏并網發電技術的迅猛發展得到了全新的應用領域，同時也獲得了新的發展方向，而儲能技術的突破和發展也可以對光伏并網發電的實用化進程進行有效促進。