儲能技術在光伏并網發電系統中的應用分析

王風

摘 要：從光伏發電系統的整體結構來講，儲能單元是其中一個十分重要的組成部分，其主要作用在于維護系統整體的運行可靠性、運行安全性以及運行的穩定性。因此，在對光伏發電系統的儲能單元進行設計的過程中，不僅要保證儲能單元具有性能優越的特點，同時還需要針對儲能單元的實際運行情況，建立具有較高有效性以及合理性的控制策略，使微網系統在運轉的過程中其相關的要求能夠得到快速響應，這也是現階段針對相關問題的研究過程中需要重點關注的一個方面。本文對儲能技術在光伏并網發電系統中的應用進行分析。

關鍵詞：儲能技術;光伏發電系統;應用

引言：太陽能分布非常廣泛，而且是一種可再生能源，光伏發電主要是充分利用太陽能來產生電能，近幾年該技術得到了快速發展，迄今為止，這些范圍內光伏發電整體裝機容量已經超過了15GW，但在全體總體裝機容量中僅僅占到了1%，而這一比例預計在未來10年中將達到15%左右。由此可見，光伏發電對于世界能源結構來說具有非常重要的意義，在未來具有非常廣闊的發展前景。

1光伏并網發電系統對電網影響

1.1對線路潮流的影響

電網正常運行過程中支路潮流通常情況下呈現出單向流動特征，而且會隨著與變電站之間距離的增加導致配電網有功潮流單調逐漸減小。但是，將光伏電源接入到電網系統中后，從而使得整個潮流狀況具備了不可預測性。潮流產生改變之后使得電壓調整難度更大，而且整個電網系統中的電壓調整設備也經常會出現異響狀況，與此同時，支路潮流也很可能會在此影響下出現越限、節點電壓越限、變壓器容量越限等一些狀況，在此情況下就會對整個供電系統運行可靠性形成嚴重影響，另外，由于潮流具有了隨機性，因此會對發電廠的發電計劃制定形成影響。

1.2對系統保護的影響

光伏電站輸出功率會隨著光照情況的改善而增大，而且短路電流也會隨之增大，在此情況下，就很可能會導致過流保護配合出現失誤狀況，而由于短路電流過大，會對熔斷器正常工作形成影響。此外，配電系統在光伏發電系統未接入之前，支路潮流通常情況下呈現出單向現象，而且保護也并不具備方向性，但是當光伏發電系統接入供電網絡之后，使得配電網絡成為多源電網，網絡潮流的具體方向也存在較大的不確定性。鑒于此， 必須要在整個系統中增加具備一定方向性的保護裝置。

1.3對電網運行經濟性的影響

光伏電源本身的功率輸出具有一定的不穩定性，當完成并網運行之后，必須要增設具備一定容量的旋轉備用，這樣才能充分保證系統具備調峰、調頻等基本技能，如此可見，光伏并網發電系統的電能輸出主要是建立在機組利用小時數減小的基礎之上，從而使得整個電網運行經濟性受到影響。與此同時，在實際針對電網節能環保效果進行分析的時候，必須要對旋轉備用所產生的能源消耗以及排放進行充分考慮。

2儲能在光伏并網發電中的應用分析

由上述的分析可以發現，光伏電站并網會對整個電網系統帶來不可忽視的影響，而規模化的光伏電站并網所產生的影響更大。當前，針對這個問題主要采取了以下兩種措施：①從電網層面來看，要不斷提升重點網絡的靈活性，建立起高效運行的智能化;②從光伏電站的層面來看，要充分利用儲能裝置。嚴格地講，電力儲能技術是靈活的輸電技術總的一種，將其在光伏電站并網系統中進行應用，能夠實現對光伏電源充放電過程的有效控制，從而有效解決光伏電站的運行過程中存在的不穩定的問題，有效避免了因光伏電源的不穩定輸出而對整個供電網絡運行產生負面影響。在整個光伏電站之中配備相應的儲能裝置之后。不僅能夠有效解決上述存在的問題，而且通過應用合理控制措施，還能夠額外產生經濟效益、運行效益以及環境效益。儲能技術在光伏并網發電系統中的應用主要有以下幾個方面：（1）電力調峰：電力調峰最主要的目的是實現對電網峰電時段大功率負荷集中性的電能需求問題，最大程度實現對電網負荷壓力的有效控制，儲能裝置能夠充分結合電網實際運行狀況，在電網負荷較低的狀況下將光伏發電系統產生的電能進行有效存儲，然后將其在電網負荷高峰時段進行釋放，讓整個電網功率峰值輸出能力得到有效提升，供電網絡的運行可靠性也能得到有效改善。（2）電網電能質量控制：在光伏并網發電系統中充分用儲能裝置，能夠使光伏電源的供電特征得到有效改善，讓光伏電源能夠實現穩定的電能供應，因此，充分利用合理的逆變控制策略，儲能系統能夠對整個光伏發電系統電能質量進行有效控制。（3）微電網： 對于輸配電系統來說，微電網并網是非常重要的一個發展方向，其能夠實現對供電可靠性的有效提升。當微電網與整個系統實現分離的時候，也就是微電網處于孤島運行模式，其能夠獨立完成電網負荷的供電任務，在此情況下，充分利用光伏電源來組成微電網，能夠充分發揮出儲能系統的作用，讓整個系統的供電穩定性以及安全性得到充分保障。

3儲能系統發展需求

當前，蓄電池是光伏發電系統應用最為廣泛的一種儲能裝置，但是， 蓄電池本身的使用壽命比較短，而且其功率密度也相對較低，對充放電都提出了更高的要求，使用成本也比較昂貴，導致其在光伏并網發電系統中的應用受到了極大的限制，始終不能形成規模化。為了進一步提升儲能技術在光伏并網發電系統中的廣泛應用，有效提升光伏并網的實際性能，就必須要對儲能技術、控制技術、綜合分析技術等進行全面考慮。

3.1儲能技術

儲能裝置在光伏并網發電系統中的應用環境比較惡劣，而且，在實際應用過程中還會受到光發發電輸出不穩定的嚴重影響，而由于其充放電條件相對比較差，而且還會經常出現充放電小循環現象。因此，在光伏并網發電系統中應用的儲能技術必須要從以下幾個角度進行不斷的改進：首先，要針對其能量以及功率密度進行不斷增強;其次，要針對儲能裝置進一步改善其使用壽命;再次，要進一步提升儲能裝置的充放電速度;另外，要不斷拓展其在不同環境狀況下的穩定運行;最后，實現儲能技術應用成本的有效控制。

3.2控制技術

為了能夠有效延長儲能裝置的使用壽命，提升其能量輸出最大值， 并實現使用效率的最優化，必須要充分結合儲能裝置的具體特征，合理地選擇最佳的充放電策略。鑒于此，就必須要針對儲能裝置開發出更加合理儲能控制系統。另外，由于目前廣泛使用的儲能裝置并不能直接應用工頻交流電，因此，要盡快加大研發力度，研制出電能轉化裝置等一些配套設備。

3.3綜合分析工具

只有在針對光伏儲能系統進行全面分析的基礎上才能有效開發的光伏儲能系統。因此，針對光伏行業的相關標準以及儲能系統生命周期成本等進行深入分析探討，才能最終促進光伏儲能系統的成熟發展，進一步提升光伏儲能系統的應用價值。

總之，電力儲能技術正朝著轉換高效化、能量高密度化和應用低成本化方向發展，本文就儲能技術在新能源電力系統中的應用展開闡述，討論了儲能技術在光伏并網中的應用及未來儲能系統的發展需求。當然，目前儲能裝置的應用還存在一定的問題，因此要不斷強化研發，促進光伏并網發電系統的快速發展。

參考文獻：

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