儲能技術在光伏發電系統中的應用

尹朋濤

摘要：在光伏發電系統中，通過科學合理地應用儲能裝置，能夠有效降低光伏發電系統實際運行過程中由于波動而產生的功率變化，降低功率的變化，也能夠減少對電網以及負荷帶來的影響，保證在離網狀態下光伏系統也能夠實現平穩過渡，切實提高供電系統的運行質量。然而，在實際設置過程中，儲能單元的設置可以使用閥控式密封鉛酸蓄電池，在結合光伏發電系統自身的運行特點分析，在不同運行狀態下儲能單元的自身運行優勢，在此基礎上建立完善的充電控制系統和放電控制系統，利用有針對性的管理措施，對其有效性進行驗證。

關鍵詞：光伏發電;儲能裝置;運行優勢;管理措施

引言：隨著國家政策的導向以及碳達峰、碳中和的提出，以光伏發電技術為代表的新能源發電系統越來越多地進入市場和并入電網。由于光伏發電系統的間歇性、波動性等會造成一部分棄光現象，在我國西北尤其嚴重。因此，在光伏發電系統的建設中將儲能技術與大型電站相結合，提高對太陽能的消納能力，避免資源浪費，十分必要。

1光伏并網發電系統組成

光伏并網發電系統主要是由繼電保護裝置、光伏列陣、逆變器、儲能裝置以及最大功率點跟蹤裝置等組成的。為了能夠保證電壓和電流處于相同的頻率，在整個光伏系統中最基礎的環節就是光伏列陣，可以利用光伏列陣將太陽能轉化為電能，然后再通過電池單體根據電壓電流的實際需求，將其串并聯安裝在支架上。但是，光伏電池的列陣具備很強烈的非線性特征，主要是由于在電力輸出過程中會受到負載光照以及溫度等多種因素的影響。最大功率點跟蹤裝置能夠保證電池列陣時刻保持最大的輸出功率，確保能夠真正實現光伏能源的高效利用。而儲能裝置主要就是對光伏系統中的電能進行調節和控制，在光照過程中將充足的電能進行儲存，等需要的時候再將儲存的電能釋放出來，可以對供電平衡狀態以及電源的輸出狀態進行有效的調節。逆變器主要是針對光伏發電系統以及電網進行有效的連接，通過逆變器和變壓器能夠將直流電轉化為可以供人們利用的交流電，也是整個發電系統中的重要組成部分。光伏發電系統還有一些非常典型的特征，就是受到外界溫度光照等因素的影響，會影響輸出功率，導致發電功率不夠穩定，不具備可控性，整個光伏系統的造價非常高。所以，最大限度地保證太陽能的吸收利用，控制運行成本是相關工作人員需要重點解決的問題。只有切實提高光伏發電系統的有功功率，從根本上提高太陽能的利用率，才能夠確保系統的并網電壓和并網電壓相一致。

2儲能技術在光伏并網發電中的應用

2.1電力調峰

進行電力調峰最直接的目的就是滿足峰電時段集中性、大功率符合的電能需求，最大限度地對電網的負荷進行有效的控制。而儲能裝置能夠根據電網運行的實際狀況，在負荷相對較低的情況下，可以針對光伏系統產生的電能進行儲存，然后再用電高峰期進行釋放，從而保證電網功率峰值的輸出，確保供電系統運行的可靠性。

2.2負荷響應

電力系統實際運行過程中，為了能夠保證電網運行的有效性，盡量減少意外事故出現的概率，通常會對一些大功率的負荷進行自動化的調整，在負荷較高的狀態下不同部分的電網通常會交替運行，這樣就能夠保證高峰時段電網的運行能夠滿足人們的實際需求，確保供電的穩定性。電力用戶在使用光伏儲能系統的時候，能夠最大限度地保證用戶電能供應的穩定性，然而，在這一過程中，相關工作人員也應該重點關注儲能電站以及電網之間在負荷響應系統中的連接問題，需要保證至少有一條通信線路能夠正常運行，使用這樣的方式才能夠最大限度地避免高功率設備，真正滿足負荷的響應需求。在光伏發電系統中使用負荷響應技術，通過對不同電網的有效選擇進行交替應用，才能夠降低系統運行過程中出現故障的概率，利用符合響應技術能夠對高功率負荷進行相應的調整，確保在臨界值范圍以內進行穩定工作，保證電能供應質量的前提下，還能夠盡量減少調整供電量時，對電網的穩定運行產生的不利影響，保證電力系統的安全穩定運行，最大限度地保證電能供應的穩定性。

2.3平滑出力波動

光伏發電系統的能量來源是太陽能，在夜晚光伏發電系統無法發電。利用儲能裝置，采用相關的控制策略，可以跟蹤光伏發電系統的出力，在出力尖端時吸收電能，在出力低谷時釋放電能，從而保持輸出功率的平滑，也使對光伏發電出力的預測更為準確。從現有的研究成果可知，電池儲能系統對于平滑光伏發電系統的出力波動具有顯著作用。

2.4增加太陽能的消納能力

我國西北部太陽能資源豐富，是我國太陽能資源分布的Ⅰ類地區。然而，西北部在我國又屬于地廣人稀的高原地帶，人口密度低、數量少。同時，西北地區工業相比其他地區較為落后。因此，西北地區的負荷壓力遠遠小于華北、華中、華南等地區。因此，在光伏滲透率較高的西北地區，由于發電量與負荷的不匹配，棄光的現象時常發生，造成巨大的損失以及消極的影響。此時，將儲能系統應用到電力系統中的調峰調頻等輔助服務中，通過能源管理系統的統一調度，與光伏電站的自動控制系統相結合，從而控制儲能系統的充放電時間及次數等，可以在發電側減少棄光現象，增加太陽能的消納能力，提升能源利用率，帶來良好的經濟效益。

2.5提升供電可靠性

儲能系統可以發揮削峰填谷作用。在負荷高峰期，儲能系統可以將自身儲存的能量轉化為電能，并注入到電網中。在負荷低谷期，儲能系統可以將電網中多余的電能吸收并轉化為儲能裝置對應的能源形式儲存起來，通過削峰填谷來平衡電網的功率水平。同時，儲能系統可以發揮備用電源功能。

2.6改善電能質量

由于受到天氣、溫度、組件傾角等因素的影響，光伏發電系統的輸出功率會有所變化，造成了發電量的不穩定，使發電量預測的難度增加，對饋入電網的諧波產生影響。并且，隨著太陽光照強度的變化，光伏發電功率會對電網潮流中的負荷特性產生一定的影響。光伏發電系統并入電網之后，會對電網潮流的方向、現有電網調度、規劃運行方式等產生影響，加大對電網調度及控制的難度。當大量光伏發電系統接入電網后，將加劇電壓波動，引起電壓調節裝置的頻繁動作，使電網的電能質量下降。當儲能接入光伏發電系統后，由相應的能量轉換系統控制儲能裝置的充放電，可以達到對電網調峰的目的，使光伏發電系統的發電量得到有效控制。此外，儲能裝置的接入可以抑制電網潮流方向的改變，增加電網的穩定性，從而提升光伏發電系統接入電網之后的電能質量。

2.7微電網

對于輸電系統來說，微電網并網是未來發展的主要趨勢，通過微電網的使用能夠從根本上提升供電的可靠性。如果微電網與整個電力系統進行分離，也就是說，微電網處于孤島運行狀態，則能夠獨立完成電力負荷的供電需求，在這樣的情況下利用光伏發電系統組成微電網，還能夠發揮其自身具備的作用，確保整個系統電能供應更加安全更加可靠。

3結語

總而言之，在光伏發電系統中，儲能技術的應用會涉及各個方面，企業也應該順應時代快速發展的需求，充分應用先進的互聯網技術，妥善處理儲能技術的應用條件以及具體的影響因素，盡量排除外界環境產生的影響，切實提高企業的儲能管理水平，通過有效的激勵機制，建立完善的人才管理制度，嚴格按照因地制宜、統籌規劃的原則，建立更加安全、可靠的光伏并網發電系統，為人們提供更加穩定的電能。

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，2020，5（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.