儲能技術在光伏發電系統中的應用

宋瑞鵬

摘 要：著眼全球化石能源儲量減少和環境污染加劇問題，人類需要尋找到替代傳統化石能源發電的新型、清潔、可持續利用的發電模式[1]，光伏發電系統具有清潔無污染、可持續利用的特點，越來越受到國家和各企業單位的重視[2-3]。根據光伏發電系統工況特點，控制系統使光伏系統工作在當前最大輸出功率處稱為最大功率點跟蹤（MaximumPowerPointTracking，MPPT）控制，光伏發電系統首先經過直流穩壓，通過逆變器轉變為交流電能。受光照強度和現場溫度影響，光伏發電系統輸出功率呈現隨機間歇性，需并網跟蹤控制實時調節并網參數，這是光伏系統并網發電中的核心環節。

關鍵詞：儲能技術;光伏發電系統

引言

近年來，經濟發展增速轉段換擋，產業結構調整不斷加快，電力需求呈現低壓化、分散化特點，電力供應結構中的間歇性能源占比快速增長，電力系統供需側耦合難度不斷增大。“碳達峰、碳中和”愿景下（“30·60”目標）的高比例新能源接入將進一步加劇電力系統穩定運行與電力供應波動性的矛盾，迫切需要完善儲能市場化運營機制，推動儲能技術在促進新能源消納、提高電力系統靈活性、提升電網運行效率等場景中發揮關鍵作用。

一、光伏發電系統對電網運行帶來的影響

電網支路在實際運轉的過程中，若其自身處在正常運行的狀態之下，通過對其潮流狀態進行分析則能夠發現，此時的電流支路潮流狀態往往是處于單向流動狀態之下的。光伏系統在實際運轉過程中的主要作用就在于進行電壓支撐的提供，但是從光伏系統的本質角度來進行分析，可以將其看作是一種分散式的發電系統，在電網系統被接入電源之后，其線路的潮流也會相應地發生變化，由之前的單向流動轉化為雙向流動，并在以往的基礎上加入了短路電流。而在這一過程中，對電壓進行調整的難度也會相應增加，配電功率的波動幅度也會進一步加大，進而導致支路潮流在實際工作的過程中出現以下幾方面的情況：第一個方面是三項不平衡，第二個方面是節點電壓越限，第三個方面是支路潮流越限，除此之外，還會出現頻率波動以及變壓器容量越限等情況。而在實際工作的過程中，如果需要對電網系統的電壓進行調整，則非常容易導致設備在實際運轉的過程中出現異常響動，進而給系統的正常供電帶來影響。線路潮流自身具有隨機性的特點，但是這種隨機性也會在一定程度上使機組正常的使用壽命受到影響，進而導致電網在運轉的過程中增加損耗。

二、儲能發展存在的主要問題

成本和安全仍是儲能發展必須面對的兩大問題。在電力供應整體寬裕、間歇性電源占比不高的現階段，常規發電機組提供的輔助服務基本能夠滿足電力系統安全穩定運行，電力系統對建設儲能的需求不是很迫切，且居高不下的建設成本也使得儲能產業發展不具有競爭優勢?？傮w來看，儲能產業發展的主要問題集中于如何利用儲能的商業價值創造和市場化運營機制來支持其發展。主要有三個方面：一是儲能獨立參與輔助服務的市場機制尚需完善。目前，山西、福建、甘肅、廣東、江蘇等省份已出臺電儲能參與輔助服務的規則，但相關補償能否彌補成本仍需進一步驗證。二是電網側儲能成本如何疏導尚未明確。輸配電價改革辦法明確電儲能設施的成本費用不得計入輸配電定價成本，制約了電網投資儲能的積極性。三是用戶側儲能盈利空間不足。用戶側儲能盈利模式比較清晰，業內普遍認為0.7元/千瓦時的峰谷價差是盈利的門檻，但多數省份價差低于此門檻。

三、儲能技術在光伏發電系統中的應用

在光伏并網發電系統的實際運轉過程中，要想使電網電能的質量得到有效控制，儲能技術的合理應用必不可少，通過在光伏并網發電系統中合理應用儲能技術，使光伏電源的性能在實際供電過程中得到最大限度的穩定。在這一過程中，工作人員通常情況下會采取一系列的措施對光伏并網進行逆變控制，光伏并網發電系統在實際工作過程中，所產生的電能質量也能夠得到有效控制，而在這一過程中，最主要發揮作用的就是我們所說的儲能控制系統，通過充分發揮儲能系統自身的作用，不僅能夠對有源濾波進行調整，同時還能起到穩定電壓的作用，使相角能夠始終處在合理范圍內，并在相角出現偏差的時候，及時進行調整，保證電網的發電質量。

四、促進儲能產業有序發展的建議

從儲能技術應用看，儲能發展對電力系統發—輸—配—用各環節具有全方位的影響。從儲能運營模式看，發電側輔助服務市場尚處于起步階段，電網側投資回收方式有待明確，用戶側儲能投資普遍以挖掘電網效益空間為盈利點，亟須規范。隨著市場化改革的深入推進，需要立足儲能在發—輸—配—用各環節的功能定位和應用場景，著眼于“提升電力系統運行效率、不增加終端用戶成本負擔、促進市場主體公平競爭、引導儲能產業健康發展”四大核心要素，弱化行政命令政策效應，研究運用市場化手段，探索高效配置資源、可靠可行的儲能定價機制和落地策略，在電源側、電網側、用戶側推動儲能價格計算和結算有效進行。完善市場化機制，保障儲能投資效益。還原儲能商品屬性，研究成本疏導機制。從國家層面，在容量電價、優化峰谷價差、輔助服務定價、電力現貨市場建設等方面出臺政策，探索“容量電費+峰谷價差”、“調頻和故障緊急支撐服務補償”、“共享儲能”等商業模式，通過市場化方式回收儲能投資收益。

結束語：

綜上所述，從光伏并網發電系統自身的特點來進行分析，儲能技術的應用不僅能夠有效提升電網在實際工作過程中的穩定性和安全性，同時還能有效發揮電網自身在運轉過程中的經濟效益，使用戶常規的用電需求能夠切實得到保證，進而有效解決以往電網在運轉過程中容易受到光伏并網影響的情況，使我國社會可持續發展的戰略能夠切實得到落實。

參考文獻：

[1]全俊曉.儲能技術在光伏并網發電系統中的應用分析[J].電子測試，2020（02）：129-130+118.

[2]林大為.儲能技術在光伏并網發電系統中的應用[J].智能城市，2019，5（20）：82-83.

[3]穆艷停.混合儲能在光伏并網系統中的應用[D].蘭州交通大學，2019.

[4]張帥.儲能技術在光伏并網發電系統中的應用[J].通信電源技術，2019，36（05）：227-228.

[5]高思儼.儲能技術在光伏并網系統中的應用研究[J].通訊世界，2019，26（05）：188-189.