儲(chǔ)能技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

楊維湘

【摘??要】隨著可持續(xù)發(fā)展的理念出現(xiàn)，我國環(huán)境和能源問題已經(jīng)成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)問題，各個(gè)行業(yè)都通過發(fā)展清潔能源和新能源的方式來提高企業(yè)自身發(fā)展效率，保證企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。對(duì)于電力系統(tǒng)而言，風(fēng)能以及太陽能是清潔能源，不會(huì)出現(xiàn)廢物，還可以進(jìn)行能源的輸送，但是風(fēng)能和太陽能存在著一定的不穩(wěn)定性，不能保證電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定的運(yùn)行，所以需要對(duì)新能源體系進(jìn)行科學(xué)有效的分析、應(yīng)用，才能不斷提高儲(chǔ)能技術(shù)。

【關(guān)鍵詞】儲(chǔ)能技術(shù);發(fā)電系統(tǒng);應(yīng)用

引言

儲(chǔ)能技術(shù)對(duì)于全球節(jié)能減排與優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著積極的推動(dòng)作用，其應(yīng)用貫穿電力系統(tǒng)的發(fā)電、輸電、配電、用電各個(gè)環(huán)節(jié)。尤其在國家電網(wǎng)公司加快推進(jìn)世界卓越能源互聯(lián)網(wǎng)企業(yè)的建設(shè)背景下，需要構(gòu)建高比例、泛在化、可廣域協(xié)同的儲(chǔ)能系統(tǒng)，以滿足未來電力系統(tǒng)智能、靈活、堅(jiān)強(qiáng)、廣泛互聯(lián)的發(fā)展需求。

1、光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的特點(diǎn)

對(duì)傳統(tǒng)的光伏發(fā)電工程項(xiàng)目的管理工作而言，其主要以監(jiān)督工作以及咨詢工作為主，同時(shí)為了滿足業(yè)主的使用需求，光伏發(fā)電工程從設(shè)計(jì)工作開始，一直到竣工之后，施工的進(jìn)度以及資金都由施工單位以及業(yè)主掌控。而與傳統(tǒng)的光伏發(fā)電工程項(xiàng)目管理工作不同，項(xiàng)目管理其是以監(jiān)督管理工作為主，在項(xiàng)目管理的過程中，如果管理方式出現(xiàn)不統(tǒng)一的情況，那么監(jiān)督管理權(quán)限便會(huì)被限制，這也會(huì)使得監(jiān)督管理工作變得被動(dòng)。然而在工程建設(shè)期間，通過進(jìn)行項(xiàng)目全過程的管理，項(xiàng)目工程師便可以根據(jù)項(xiàng)目的相關(guān)情況，從而對(duì)整個(gè)光伏發(fā)電工程施工進(jìn)行全面掌控，這樣不但可以將被動(dòng)的管理模式進(jìn)行轉(zhuǎn)變，同時(shí)還可提高管理的質(zhì)量和效率，也可以充分滿足工程的生產(chǎn)需求。除此之外，與工程的咨詢模式相同，其都是通過承包方式經(jīng)營的，在此期間，兩種方式都需要根據(jù)積累的管理經(jīng)驗(yàn)，從而將服務(wù)的質(zhì)量進(jìn)行最大限度的提高。光伏發(fā)電工程在開展項(xiàng)目管理工作的過程中，必須以管理服務(wù)理念為主，在實(shí)踐的過程中也要將其進(jìn)行大力推廣。此外，通過光伏發(fā)電工程的建設(shè)現(xiàn)狀可以發(fā)現(xiàn)項(xiàng)目管理工作具有很多特點(diǎn)，其中就包括整體的集成化以及管理的集成化等。以整體集成化特點(diǎn)為例，其實(shí)際上便是通過優(yōu)化管理方案，完善細(xì)節(jié)管理，從而避免外界因素對(duì)工作產(chǎn)生相應(yīng)的影響，提高管理工作的有效性，再結(jié)合管理人員所積累的管理經(jīng)驗(yàn)，提升管理工作水平[1]。

2、光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)產(chǎn)生的影響

2.1、系統(tǒng)保護(hù)

當(dāng)光照強(qiáng)烈時(shí)電站輸出功率的增加導(dǎo)致短路電流的加大，會(huì)出現(xiàn)過流保護(hù)配合失誤情況，還會(huì)對(duì)熔斷器正常工作造成影響，影響整個(gè)電網(wǎng)系統(tǒng)。當(dāng)配電網(wǎng)沒接入光伏發(fā)電系統(tǒng)時(shí)，支路潮流通常是沒有保護(hù)的單向性輸出。在配電網(wǎng)接入光伏發(fā)電系統(tǒng)后，配電網(wǎng)絡(luò)就成了多源網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)潮流的具體流向也出現(xiàn)隨機(jī)性，所以必須要求系統(tǒng)中裝了方向性保護(hù)裝置。

2.2、運(yùn)行調(diào)度

光伏電源的可調(diào)度性受到變化莫測(cè)的天氣影響，特別是高原地區(qū)的云層。電網(wǎng)運(yùn)行商在系統(tǒng)中光伏電源的比例到達(dá)一定程度時(shí)，就必須考慮好電力調(diào)度要如何才能安全可靠的進(jìn)行。并且光伏電價(jià)與常規(guī)電價(jià)的不同，要多考慮電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性調(diào)度，還要滿足電網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。

3、儲(chǔ)能技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用

3.1、電化學(xué)儲(chǔ)能分析

對(duì)于化學(xué)儲(chǔ)能而言，通過和其他相關(guān)儲(chǔ)能設(shè)備進(jìn)行比較可知，機(jī)動(dòng)性相對(duì)來說比較好，并且在一定程度上具有著相對(duì)來說比較快的反應(yīng)速度，能力比較高等，再加上循環(huán)效率上也是較為獨(dú)特的。所以在大多數(shù)化學(xué)裝置中都能獲得比較好的應(yīng)用。通過研究重點(diǎn)領(lǐng)域中化學(xué)技術(shù)，合理的運(yùn)用鋰電池以及鉛炭電池，對(duì)化學(xué)儲(chǔ)能的應(yīng)用性進(jìn)行不斷的提高?，F(xiàn)階段由于我國化學(xué)儲(chǔ)能占的比例不是很高，大部分技術(shù)都是由國外部分公司進(jìn)行壟斷的，因此會(huì)下降鋰電池成本，進(jìn)一步加強(qiáng)化學(xué)儲(chǔ)能中的商業(yè)潛力[2]。

3.2、光儲(chǔ)充一體化電站

隨著儲(chǔ)能行業(yè)持續(xù)發(fā)展，業(yè)內(nèi)對(duì)光儲(chǔ)充一體化項(xiàng)目的關(guān)注度不斷提升。光儲(chǔ)充一體化解決方案，將能夠解決在有限的土地資源里配電網(wǎng)的問題，通過能量存儲(chǔ)和優(yōu)化配置實(shí)現(xiàn)本地能源生產(chǎn)與用能負(fù)荷基本平衡，可根據(jù)需要與公共電網(wǎng)靈活互動(dòng)且相對(duì)獨(dú)立運(yùn)行，盡可能多使用新能源，緩解充電樁用電對(duì)電網(wǎng)的沖擊;在能耗方面，直接使用儲(chǔ)能電池給動(dòng)力電池充電，提高能源轉(zhuǎn)換效率。國網(wǎng)電動(dòng)汽車有限公司在京津塘高速公路徐官屯服務(wù)區(qū)北側(cè)開展的高速公路服務(wù)區(qū)“光儲(chǔ)充”一體化示范項(xiàng)目、江蘇南京市高速路六合服務(wù)區(qū)光儲(chǔ)充一體化充電站、江蘇省常州市鳳林路電動(dòng)汽車充電站等光儲(chǔ)充一體化示范工程的投運(yùn)，需要制定光儲(chǔ)充一體化電站相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，來規(guī)范光儲(chǔ)充一體化電站的建設(shè)。在光儲(chǔ)充一體化電站方面，還需開展光儲(chǔ)充一體化電站設(shè)計(jì)規(guī)范、光儲(chǔ)充一體化系統(tǒng)技術(shù)條件、光儲(chǔ)充一體化電站接入電網(wǎng)技術(shù)規(guī)定及性能評(píng)價(jià)方法等標(biāo)準(zhǔn)的制定工作[3]。

3.3、并網(wǎng)系統(tǒng)

光伏并網(wǎng)是通過使直流電經(jīng)過逆變器處理，從而轉(zhuǎn)換成與電網(wǎng)的幅值以及電壓頻率等一致的交流電，再將其傳入到電網(wǎng)中進(jìn)行能量輸送。光伏并網(wǎng)具有很大的優(yōu)勢(shì)，由于光伏矩陣會(huì)受到陰雨天氣的影響從而不會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的電能，而在陰雨天氣環(huán)境下，光伏并網(wǎng)可以將電網(wǎng)內(nèi)的電能輸送給負(fù)載，這樣便不會(huì)影響負(fù)載的正常使用。當(dāng)其處于光照的環(huán)境下，其又可將剩余的電量全都傳入到電網(wǎng)之中，進(jìn)行電量的儲(chǔ)存。對(duì)光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)而言，其可分為可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)以及不可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，二者所具備的功能也各不相同。對(duì)可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)而言，其不但可以使經(jīng)過逆變器處理所轉(zhuǎn)換出來的交流電流輸入電網(wǎng)，還可以作為蓄電池保證光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)不會(huì)斷電，能一直正常地進(jìn)行工作。而對(duì)不可調(diào)度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)而言，在經(jīng)過逆變器處理，其可以轉(zhuǎn)換與電網(wǎng)頻率、相位相同的交流電，在光照的強(qiáng)烈作用下，太陽能電池板會(huì)產(chǎn)生大量電能，當(dāng)產(chǎn)生的電能要比負(fù)載使用的電能多時(shí)，剩余的電能便會(huì)直接傳入公共電網(wǎng)，這樣在陰雨天氣或者沒有陽光的環(huán)境下，電網(wǎng)也可向負(fù)載進(jìn)行電能的輸送，以保證負(fù)載正常工作[4]。

3.4、太陽能系統(tǒng)中的應(yīng)用

對(duì)于太陽系統(tǒng)而言，主要分為兩個(gè)方面，一方面是光伏系統(tǒng);另外一方面是光熱系統(tǒng)。這兩個(gè)系統(tǒng)能夠把太陽輻射直接有效的轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔堋９鉄峒夹g(shù)能進(jìn)一步將太陽當(dāng)成發(fā)熱源。通過供冷和制熱對(duì)光熱發(fā)電進(jìn)行積極的開展，在供暖和加工發(fā)電等以及能夠和化學(xué)染料等相關(guān)反應(yīng)能促進(jìn)化學(xué)燃料在發(fā)電中的效率。在一定程度上調(diào)節(jié)太陽能，保證其無論在時(shí)間上，或者是空間都可以實(shí)現(xiàn)相互平衡，保證其長期和短期應(yīng)用能力得到提升，然而這種方式并不能夠?qū)τ脩糇陨硭行枨蠼o與滿足，但是通過采取間接性的供電方式，就能符合用戶的實(shí)際需求[5]。

結(jié)束語

當(dāng)前我國儲(chǔ)能技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用面臨新背景、新形勢(shì)、新任務(wù)和新挑戰(zhàn)，儲(chǔ)能電站安全問題突出，因此，在實(shí)際工作中，亟須開展電力儲(chǔ)能體系的深化研究，動(dòng)態(tài)更新電力儲(chǔ)能體系，根據(jù)需求迫切程度調(diào)整優(yōu)化制定的時(shí)間表，適時(shí)啟動(dòng)已有標(biāo)準(zhǔn)的修訂和新儲(chǔ)能標(biāo)準(zhǔn)的制定工作，支撐我國電力儲(chǔ)能行業(yè)的健康有序發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

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[2]苗風(fēng)東，李研達(dá)，許忠敏.儲(chǔ)能技術(shù)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].電源技術(shù)，2014，38（08）：1475-1477.

[3]鄭光輝.基于虛擬同步發(fā)電機(jī)功率控制策略的光伏發(fā)電系統(tǒng)研究[D].重慶大學(xué)，2014.

[4]張國月，鐘皖生，吳越，齊冬蓮.多內(nèi)模技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)電流波形質(zhì)量改善中的應(yīng)用[J].中國電機(jī)工程學(xué)報(bào)，2014，34（01）：22-31.

[5]王寶忠，王志兵.DDS技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用[J].可再生能源，2012，30（05）：5-9.

（作者單位：中國三峽新能源（集團(tuán)）股份有限公司東北分公司）