試析儲能技術在光伏并網發電系統中的應用

陳志剛 安振宇 谷聰穎

摘 要：近年來，我國各方面的實力都有了很大提高，政治、經濟、文化等，尤其是經濟這方面，可以說是有著質的飛躍。與此同時，我們的供電系統也不僅僅是局限于一種方式，且有了更好的對環境無害的節能型系統，比如說太陽能光伏發電。不過當今我們的這個節能型系統并沒有達到獨立操作的水準，還是存在著時不時供電不足，電力系統不穩定的狀況，所以說，針對這個問題，在光伏電網供電系統中結合著現代的儲能技術，能有效的解決這些出現的問題。

關鍵詞：光伏并網;發電系統;儲能技術

現代科技的飛速發展，給人們帶來的的并不只是生活質量上的提高，更多的是自然資源的消耗，而且還是一些不可再生的能源。更為嚴重的是，其中煤炭、石油的大量使用給環境帶來了不可估量的污染，生態平衡的破壞也打亂了人們的生活節奏，危害到了人們的健康。所以說，現在的科技發展重中之重就是要尋找到能夠代替這些資源的綠色無污染能源。太陽能作為新型供電能源在近代的科技中也發揮了不可替代的作用，并且可以說未來的工業前景光伏發電會是中堅力量。

1 光伏并網發電系統的結構及特點 ? ?光伏并網發電系統的結構主要是可以進行能量轉換的能量單元光伏陣列、可以把光伏能源達到利益最大化的最大功率點跟蹤（MP盯）裝置、可以使供電系統平穩起到調節作用的儲能系統、可以轉變電流的并網逆變器和變壓器。 ? ?光伏并網發電系統存在的代表性特征：⑴光伏發電系統的輸出功率會受到天氣因素的影響產生較大出入，因為天氣是不可把控的，所以光伏發電系統輸出功率是不穩定的;⑵在光伏發電系統實踐之前，前期的資金投入過于多了，所以為了物有所值，安排的最大功率跟蹤技術裝置就要發揮作用，使資源得到充分的利用，不造成資源浪費;⑶在光伏并網做并網時，將電流跟電壓設置成為同向，只有這樣才能讓太陽能得到充分的利用。

2 光伏并網發電系統對于電網的影響 ? ?2.1 對于電網線路潮流的影響 ? ?正常狀況下，電網的潮流中的支路潮流走的都是單向性路線，而且通過與變電站距離的遠近影響，配電網有功潮流單調也由大到小的轉變。不過現在有了光伏并網的加入，所有的潮流狀況都充滿了各種可能性。新的事物加入會使整個局面都不同，電壓的調節難度會變大，電壓調整設備也會出現以往沒有過的異常聲響，且因為潮流的這種不確定性，會使原定的發電系統計劃有一些未知的改變。 ? ?2.2 對于系統保護的影響 ? ?光伏電站的整體輸出功率本身就是受光照的影響，如果能夠使光照得到改善，那相應的輸出功率和短路電流都會跟著增加，所以電流很可能會因為過大而形成短路或者其他的意外狀況，且熔斷器也可能會不能夠正常運行。還有就是增加了光伏發電系統后，使原來的支路潮流單向性運行有了變化，也成功的使配電網絡成為多源的電網，但是由于其不管是接入光伏發電系統前還是接入后都沒有明確的方向性，那加入具有方向性的保護裝置就很有必要了。 ? ?2.3 對于電網運行方面經濟性的影響 ? ?因為光伏電源自身的問題，其輸出功率有太大的不確定性，所以在并網運行徹底完成后，一定要增加相應的解決設備，比如說能夠有著調峰、調頻特點的旋轉備用，從這些問題方面還是可以看出來，要想整個電網的運行經濟性受到影響，光伏并網發電系統的電能輸出必須主要建立在機組利用小時數減小的基礎之上。不過在這個時候，我們同時要考慮到的還有旋轉備用所產生的能源消耗及排放問題。

3 儲能在光伏并網發電中的應用 ? ?3.1 以電網角度來看，儲能在光伏并網發電中的應用技術有三種

⑴電力調峰：調峰的存在意義就是改善大功率負荷成堆出現的狀況，使電網的負荷壓力得到解脫。而且還可以適當的存儲一些當時不必要的電能，一起攢著到負荷達到最高的時候發揮關鍵作用，從而達到電力平衡的作用，也增加了供電系統的穩定性。 ? ? ⑵電網電能質量控制：儲能系統的加入，使之前不穩定的光伏供電特性得到安穩，所以此時適當的逆變控制方法可能會使儲能系統對于電能質量的控制得到實現，當然了，會起到穩定電壓、有源濾波和相角調整的作用。 ? ? ⑶微電網：光電網并網從眼下來看，是未來供電配網系統發展的重要航標，當然它也使供電系統得到了穩定。在微電網與系統共同運行時可能看不出什么來，儲能系統也起不到什么作用，但是，一旦微電網脫離了系統，獨自運行，那儲能系統的負荷電能將成為微電網運行的一大保障。 ? ?3.2 以用戶角度來看，儲能在光伏并網發電中的應用技術有三種。 ? ?⑴負荷轉移：從技術層面上來看，光伏并網發電系統是在用戶分時計費的前提條件下，完成的與調峰功能相同的負荷轉移。而且就現實問題出發，一般白天的光照充足，也正是太陽能發電能源最充足的時候，但是光照充足也意味著光線很好，人們并不會使用照明工具，而一旦到了晚上，照明工具的使用會堆聚在一起使用，這個時候的光照可以說基本上很弱了，那人們所需要的電能很大程度上都來源于儲能系統積攢下來的電能，所以說，儲能系統的加入，完美調節了用電的高峰壓力，滿足了人們的用電需求。 ? ? ⑵負荷響應：電網的使用造成的負荷因為有時間的因素，所以會有高峰期和低峰期，當它達到高峰期的時候為了避免電網不能正常運行，負荷的控制系統顯得至關重要，這樣也不至于加入儲能系統，就對負荷響應策略有影響。所以負荷響應控制系統需要光伏儲能電站和電網之間必須至少有一條通訊線路。 ? ? ⑶斷電保護：如果市電的供應無法滿足用戶的用電需求，光伏儲能系統就能很好的提供幫助，滿足用戶需求后，又幫電網減輕了用電壓力，分散了一些電力負荷，起到了斷電保護的作用。

4 儲能系統發展需求 ? ?4.1 儲能技術 ? ?相對于光伏并網發電系統中存在的一些問題，比如說電流輸出不夠穩定，充放電的條件限制，充放電是不是小幅度循環等，讓儲能系統的加入使用受到了限制。所以在使用過程中，必須要對光伏并網系統進行優化。 ? ?4.2 控制技術 ? ?雖說儲能裝置的使用方便了人們的生活，但是由于前期投入資金較多，為了避免其達不到物有所值，就必須對儲能裝置做到最大化的價值利用，此時它的充放電策略都顯得至關重要。所以說，研究出相應的控制管理系統是首要任務。 ? ?4.3 綜合分析工具 ? ?任何事物都要看清楚了，才能知道怎樣做到最好，儲能系統與光伏并網的結合是好的，但首先對于兩者都要有足夠的了解，進行相應的分析，才能使它們真正做到強強聯合。 ? ?5 結語 ? ?儲能系統的使用意味著我們的科技發展有了新的突破，根據上文所述可知，未來的光伏并網技術只會更上一層樓，所以說儲能技術的發展研究是光伏電網的重要部分。

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