储能技术在光伏发电系统中的应用

储能技术在光伏发电系统中的应用

朱杰

新疆油田公司电力公司（新能源项目部） 新疆省克拉玛依市克拉玛依区 834000

摘要：在光伏发电系统中，通过科学合理地应用储能装置，能够有效降低光伏发电系统实际运行过程中由于波动而产生的功率变化，降低功率的变化，也能够减少对电网以及负荷带来的影响，保证在离网状态下光伏系统也能够实现平稳过渡，切实提高供电系统的运行质量。然而，在实际设置过程中，储能单元的设置可以使用閥控式密封铅酸蓄电池，在结合光伏发电系统自身的运行特点分析，在不同运行状态下储能单元的自身运行优势，在此基础上建立完善的充电控制系统和放电控制系统，利用有针对性的管理措施，对其有效性进行验证。

关键词：光伏发电；储能装置；运行优势；管理措施

前言：我国工业发展一直处于相对比较领先的地位，在不可再生能源逐渐枯竭的影响下，光伏发电等可再生能源逐渐得到重视和发展，但是在具体的应用中通常因为电能高峰期的存在导致光伏发电系统中出现电能质量问题。通过将储能技术应用在光伏发电系统中，可以有效提升光伏发电系统的发电效率和发电质量，在保证人们正常用电的基础上实现更多的经济利益和社会价。

1、光伏并网发电系统组成

光伏并网发电系统主要是由继电保护装置、光伏列阵、逆变器、储能装置以及最大功率点跟踪装置等组成的。为了能够保证电压和电流处于相同的频率，在整个光伏系统中最基础的环节就是光伏列阵，可以利用光伏列阵将太阳能转化为电能，然后再通过电池单体根据电压电流的实际需求，将其串并联安装在支架上。但是，光伏电池的列阵具备很强烈的非线性特征，主要是由于在电力输出过程中会受到负载光照以及温度等多种因素的影响。最大功率点跟踪装置能够保证电池列阵时刻保持最大的输出功率，确保能够真正实现光伏能源的高效利用。而储能装置主要就是对光伏系统中的电能进行调节和控制，在光照过程中将充足的电能进行储存，等需要的时候再将储存的电能释放出来，可以对供电平衡状态以及电源的输出状态进行有效的调节。逆变器主要是针对光伏发电系统以及电网进行有效的连接，通过逆变器和变压器能够将直流电转化为可以供人们利用的交流电，也是整个发电系统中的重要组成部分。光伏发电系统还有一些非常典型的特征，就是受到外界温度光照等因素的影响，会影响输出功率，导致发电功率不够稳定，不具备可控性，整个光伏系统的造价非常高。所以，最大限度地保证太阳能的吸收利用，控制运行成本是相关工作人员需要重点解决的问题。只有切实提高光伏发电系统的有功功率，从根本上提高太阳能的利用率，才能够确保系统的并网电压和并网电压相一致。

2、储能技术在光伏并网发电中的应用

2.1电力调峰

进行电力调峰最直接的目的就是满足峰电时段集中性、大功率符合的电能需求，最大限度地对电网的负荷进行有效的控制。而储能装置能够根据电网运行的实际状况，在负荷相对较低的情况下，可以针对光伏系统产生的电能进行储存，然后再用电高峰期进行释放，从而保证电网功率峰值的输出，确保供电系统运行的可靠性。

2.2负荷响应

电力系统实际运行过程中，为了能够保证电网运行的有效性，尽量减少意外事故出现的概率，通常会对一些大功率的负荷进行自动化的调整，在负荷较高的状态下不同部分的电网通常会交替运行，这样就能够保证高峰时段电网的运行能够满足人们的实际需求，确保供电的稳定性。电力用户在使用光伏储能系统的时候，能够最大限度地保证用户电能供应的稳定性，然而，在这一过程中，相关工作人员也应该重点关注储能电站以及电网之间在负荷响应系统中的连接问题，需要保证至少有一条通信线路能够正常运行，使用这样的方式才能够最大限度地避免高功率设备，真正满足负荷的响应需求。在光伏发电系统中使用负荷响应技术，通过对不同电网的有效选择进行交替应用，才能够降低系统运行过程中出现故障的概率，利用符合响应技术能够对高功率负荷进行相应的调整，确保在临界值范围以内进行稳定工作，保证电能供应质量的前提下，还能够尽量减少调整供电量时，对电网的稳定运行产生的不利影响，保证电力系统的安全稳定运行，最大限度地保证电能供应的稳定性。

2.3平滑出力波动

光伏发电系统的能量来源是太阳能，在夜晚光伏发电系统无法发电。利用储能装置，采用相关的控制策略，可以跟踪光伏发电系统的出力，在出力尖端时吸收电能，在出力低谷时释放电能，从而保持输出功率的平滑，也使对光伏发电出力的预测更为准确。从现有的研究成果可知，电池储能系统对于平滑光伏发电系统的出力波动具有显著作用。

2.4增加太阳能的消纳能力

我国西北部太阳能资源丰富，是我国太阳能资源分布的Ⅰ类地区。然而，西北部在我国又属于地广人稀的高原地带，人口密度低、数量少。同时，西北地区工业相比其他地区较为落后。因此，西北地区的负荷压力远远小于华北、华中、华南等地区。因此，在光伏渗透率较高的西北地区，由于发电量与负荷的不匹配，弃光的现象时常发生，造成巨大的损失以及消极的影响。此时，将储能系统应用到电力系统中的调峰调频等辅助服务中，通过能源管理系统的统一调度，与光伏电站的自动控制系统相结合，从而控制储能系统的充放电时间及次数等，可以在发电侧减少弃光现象，增加太阳能的消纳能力，提升能源利用率，带来良好的经济效益。

2.5提升供电可靠性

储能系统可以发挥削峰填谷作用。在负荷高峰期，储能系统可以将自身储存的能量转化为电能，并注入到电网中。在负荷低谷期，储能系统可以将电网中多余的电能吸收并转化为储能装置对应的能源形式储存起来，通过削峰填谷来平衡电网的功率水平。同时，储能系统可以发挥备用电源功能。

2.6改善电能质量

由于受到天气、温度、组件倾角等因素的影响，光伏发电系统的输出功率会有所变化，造成了发电量的不稳定，使发电量预测的难度增加，对馈入电网的谐波产生影响。并且，随着太阳光照强度的变化，光伏发电功率会对电网潮流中的负荷特性产生一定的影响。光伏发电系统并入电网之后，会对电网潮流的方向、现有电网调度、规划运行方式等产生影响，加大对电网调度及控制的难度。当大量光伏发电系统接入电网后，将加剧电压波动，引起电压调节装置的频繁动作，使电网的电能质量下降。当储能接入光伏发电系统后，由相应的能量转换系统控制储能装置的充放电，可以达到对电网调峰的目的，使光伏发电系统的发电量得到有效控制。此外，储能装置的接入可以抑制电网潮流方向的改变，增加电网的稳定性，从而提升光伏发电系统接入电网之后的电能质量。

2.7微电网

对于输电系统来说，微电网并网是未来发展的主要趋势，通过微电网的使用能够从根本上提升供电的可靠性。如果微电网与整个电力系统进行分离，也就是说，微电网处于孤岛运行状态，则能够独立完成电力负荷的供电需求，在这样的情况下利用光伏发电系统组成微电网，还能够发挥其自身具备的作用，确保整个系统电能供应更加安全更加可靠。

结语：总而言之，在光伏发电系统中，储能技术的应用会涉及各个方面，企业也应该顺应时代快速发展的需求，充分应用先进的互联网技术，妥善处理储能技术的应用条件以及具体的影响因素，尽量排除外界环境产生的影响，切实提高企业的储能管理水平，通过有效的激励机制，建立完善的人才管理制度，严格按照因地制宜、统筹规划的原则，建立更加安全、可靠的光伏并网发电系统，为人们提供更加稳定的电能。

参考文献：

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