储能技术在光伏并网发电系统中的应用分析

储能技术在光伏并网发电系统中的应用分析

王常青

国核电站运行服务技术有限公司 上海市 200233

摘要：近年来，随着社会经济的飞速发展，人们的生产生活对能源的需求不断增加，但传统能源具有不可再生性，而且存在一定的污染。太阳能光伏发电作为绿色能源，近年来在电力系统的应用更加广泛。光伏发电会出现的供电不稳定问题，需要采取储能技术来提升电力供应的安全性和稳定性，进而推动光伏发电的发展和进步。

关键词：储能技术；光伏并网；发电系统

引言

在工业快速发展进步的前提下，煤炭以及石油资源等传统能源消耗非常大，导致国内外出现了能源严重紧缺的局面，而一次能源的大量使用同时也给人们的生活环境带来了严重的污染问题，因此，发展低污染、可再生能源技术来逐渐取代传统能源已经成为目前非常紧要的一个课题。太阳能分布非常广泛，而且是一种可再生能源，光伏发电主要是充分利用太阳能来转化为电能，对于世界能源结构来说具有非常重要的意义，在未来具有非常广阔的发展前景。

1光伏并网发电系统的主要构成

光伏并网发电系统是由光伏阵列、最大功率点跟踪装置、继电保护装置、储能装置、逆变器等多个设备装置组成。主要作用是为了在并网时提供与电网电压同频、同相的正弦交流电流。其中系统中的基础环节是光伏阵列，由它将太阳能转换为电能，由太阳能光伏电池单体，依照电流、电压的需要，串并联装在支架构件上。但光伏电池阵列的非线性特征较强烈，是由于其输出受到温度、光照、负载等因素影响，其中的最大功率点跟踪装置，能控制光伏电池阵列保持输出功率的最大，保证光伏能源能高效的利用。储能系统是调节控制光伏并网发电系统中的电能，将光照时充足的电能储存起来，实际需要时再释放此部分电能，合理调节供电平衡状态与光伏电源的输出状态。逆变器是连接电网与光伏发电系统的关键设备，并网逆变器与变压器共同把直流电转化为适用的入网交流电，也是系统必要的组成部分。

2. 储能技术在光伏并网发电系统中的应用

2.1电力调峰

电力调峰最主要的目的是实现对电网峰电时段大功率负荷集中性的电能需求问题，最大程度实现对电网负荷压力的有效调节控制，储能装置能够充分结合电网实际运行状况，在电网负荷较低的状况下将光伏发电系统产生的电能进行有效存储，然后将其在电网负荷高峰时段进行释放，让整个电网功率峰值输出能力得到有效提升，供电网络的运行可靠性也能得到有效改善。

2.2微电网

微电网并网在未来的输配电系统中是一种发展趋势，它能够提高电网系统的稳定性与可靠性。电网系统与微电网分离时，微电网运行处于孤岛模式，微电网电源可以独立承担起电网的供电任务。微电网中光伏电源的构成，让储能系统在负载变化的情况下提高了安全与稳定供电的性能。

2.3控制技术

根据储能装置的使用特点设置合理的充放电控制装置，可以让储能装置发挥出最大的能量输出，让储能装置使用效率与使用寿命达到最佳。如传统的铅酸蓄电池，它就需要长时间的低电流充电，防止电池铅版形成结晶，如充电电流太大，会降低电池储电能力与电池使用寿命。储能装置中的充电电源（光伏电池）的充电环境较差，频繁的充电、放电，电流忽大忽小，影响电池的使用寿命。那么需要研发先进的储能装置控制管理系统，让储能装置的充电、放电问题能有效地解决。但是工频交流电在目前的储能设备中还不能直接使用，配套的电能转化装置还需要进一步的研制与开发。

2.4储能技术

储能装置在光伏并网发电系统中的应用环境比较恶劣，而且在实际应用过程中还会受到光发发电输出不稳定的严重影响，由于其充放电条件相对比较差，而且还会经常出现充放电小循环现象。因此，在光伏并网发电系统中应用的储能技术必须要从以下几个角度进行不断的改进：首先，要针对其能量以及功率密度进行不断增强；其次，要针对储能装置进一步改善其使用寿命；再次，要进一步提升储能装置的充放电速度和效率；另外，要不断拓展其在不同工况环境状况下的稳定运行；最后，实现储能技术应用成本的有效控制。

2.5综合分析工具与系统建模

只有对用电区域做全方位的，综合各种实际条件的分析，其中包括对系统的可靠性，经济情况以及其运营情况进行科学合理的分析，才能够开发出最合适以及最好的光伏储能发电系统。现阶段，我国的储能系统在光伏并网的系统中的应用还不是很成熟，应该根据现有的行业标准来确定分析光伏能源储存系统的使用周期以及使用成本等问题，以此来衡量光伏能源储存系统的经济性。所以，为了充分了解并掌握分析光伏储能系统中更加准确的运行数据以及运行的各项记录，需要光伏储能系统的开发人员在设计光伏储能系统之初就用仿真以及建模的方法来综合的分析光伏储能系统的运行情况。同时也要求使用能够尽量模拟真实的光伏储能系统的运行情况的分析软件来进行分析。

3提升光伏发电系统发电效率的措施

3.1定期对太阳能电池板进行清扫

空气中的尘土微粒很容易积聚在太阳能电池板上形成积灰，积灰的低透光性会降低太阳能电池板接收到的光照辐射量，进而降低光伏发电系统的效率。太阳能电池面板表面多为玻璃材质，附着在表面的酸性或碱性灰尘会逐渐腐蚀电池面板，使得太阳光在面板表面产生漫反射现象，使太阳能电池板吸收的光强减小。研究表明，当面板积灰浓度达到1g/m

²时，单体光伏组件的最大输出功率会下降7.51%。因此，定期对太阳能电池板进行清扫、维护，可以有效提升光伏发电组件的发电效率。

3.2加大跟踪力度，增强新能源并网能力

跟踪计划出力通常是指结合计划出力曲线，加强对储能充电与放电的控制，确保输出功率与计划出力差不超出规定的范围，让新能源发电功率可满足系统运行的要求，以增强电网的应用及新能源的并网能力。储能在跟踪计划出力能量调度和调整中，首先要合理应用新能源达到其发电的目的，确保能源发电充分满足发电负荷的基本需求。如有多余的能量，则可将其作为储能系统充电的重要能源来源。其次，新能源发电不能为系统运行提供充分的能源，而且储能系统电量较多，储能系统在这种状态下需不断放电，从而确保系统提供的总电量能够促进电网的平稳运行。最后，如计划出力曲线不在光伏电场和风电场的调控区间，则要以计划出力曲线为基础，调整光伏电场及风电厂发电场各自输出功率。

3.3积极适应出力负荷变化，推动系统安全稳定运行

大容量储能接入电网后可以完成需求侧管理，提高负荷分配的合理性，从而降低昼夜间峰谷差，并且还可加强电力设备应用的有效性，降低供电成本投入，进而提高系统运行的科学性和稳定性，这也是调整频率和补偿波动的主要方式。储能系统在电网调频中的应用发挥着不可忽视的作用。调频直接影响了电网的运行安全。新能源发电在电网中的占比逐渐增大，电网发展中应提供可靠并及时应对负荷变化的电力资源，才能够保证电力系统的安全运行和优质的电能质量。因此，在一定区域内调频资源响应电网调度的速度对电网的运行安全也有着不可忽视的作用。

结语

储能技术在光伏并网发电系统中的应用，给用户与电网都带来了安全稳定的经济效益，让光伏并网影响电网的问题得到有效的解决，还符合当下的绿色环保和可持续发展战略。针对储能装置仍需要不断的设计与研发，实现软硬件升级，更新换代提质增效，进而促进光伏并网发电的健康发展和推广应用，让光伏并网发电技术造福更多的人民。

参考文献

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