試析儲能技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用

陳志剛 安振宇 谷聰穎

摘 要：近年來，我國各方面的實力都有了很大提高，政治、經(jīng)濟、文化等，尤其是經(jīng)濟這方面，可以說是有著質(zhì)的飛躍。與此同時，我們的供電系統(tǒng)也不僅僅是局限于一種方式，且有了更好的對環(huán)境無害的節(jié)能型系統(tǒng)，比如說太陽能光伏發(fā)電。不過當(dāng)今我們的這個節(jié)能型系統(tǒng)并沒有達到獨立操作的水準(zhǔn)，還是存在著時不時供電不足，電力系統(tǒng)不穩(wěn)定的狀況，所以說，針對這個問題，在光伏電網(wǎng)供電系統(tǒng)中結(jié)合著現(xiàn)代的儲能技術(shù)，能有效的解決這些出現(xiàn)的問題。

關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng);發(fā)電系統(tǒng);儲能技術(shù)

現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，給人們帶來的的并不只是生活質(zhì)量上的提高，更多的是自然資源的消耗，而且還是一些不可再生的能源。更為嚴重的是，其中煤炭、石油的大量使用給環(huán)境帶來了不可估量的污染，生態(tài)平衡的破壞也打亂了人們的生活節(jié)奏，危害到了人們的健康。所以說，現(xiàn)在的科技發(fā)展重中之重就是要尋找到能夠代替這些資源的綠色無污染能源。太陽能作為新型供電能源在近代的科技中也發(fā)揮了不可替代的作用，并且可以說未來的工業(yè)前景光伏發(fā)電會是中堅力量。

1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及特點 ? ?光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)主要是可以進行能量轉(zhuǎn)換的能量單元光伏陣列、可以把光伏能源達到利益最大化的最大功率點跟蹤（MP盯）裝置、可以使供電系統(tǒng)平穩(wěn)起到調(diào)節(jié)作用的儲能系統(tǒng)、可以轉(zhuǎn)變電流的并網(wǎng)逆變器和變壓器。 ? ?光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)存在的代表性特征：⑴光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率會受到天氣因素的影響產(chǎn)生較大出入，因為天氣是不可把控的，所以光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率是不穩(wěn)定的;⑵在光伏發(fā)電系統(tǒng)實踐之前，前期的資金投入過于多了，所以為了物有所值，安排的最大功率跟蹤技術(shù)裝置就要發(fā)揮作用，使資源得到充分的利用，不造成資源浪費;⑶在光伏并網(wǎng)做并網(wǎng)時，將電流跟電壓設(shè)置成為同向，只有這樣才能讓太陽能得到充分的利用。

2 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對于電網(wǎng)的影響 ? ?2.1 對于電網(wǎng)線路潮流的影響 ? ?正常狀況下，電網(wǎng)的潮流中的支路潮流走的都是單向性路線，而且通過與變電站距離的遠近影響，配電網(wǎng)有功潮流單調(diào)也由大到小的轉(zhuǎn)變。不過現(xiàn)在有了光伏并網(wǎng)的加入，所有的潮流狀況都充滿了各種可能性。新的事物加入會使整個局面都不同，電壓的調(diào)節(jié)難度會變大，電壓調(diào)整設(shè)備也會出現(xiàn)以往沒有過的異常聲響，且因為潮流的這種不確定性，會使原定的發(fā)電系統(tǒng)計劃有一些未知的改變。 ? ?2.2 對于系統(tǒng)保護的影響 ? ?光伏電站的整體輸出功率本身就是受光照的影響，如果能夠使光照得到改善，那相應(yīng)的輸出功率和短路電流都會跟著增加，所以電流很可能會因為過大而形成短路或者其他的意外狀況，且熔斷器也可能會不能夠正常運行。還有就是增加了光伏發(fā)電系統(tǒng)后，使原來的支路潮流單向性運行有了變化，也成功的使配電網(wǎng)絡(luò)成為多源的電網(wǎng)，但是由于其不管是接入光伏發(fā)電系統(tǒng)前還是接入后都沒有明確的方向性，那加入具有方向性的保護裝置就很有必要了。 ? ?2.3 對于電網(wǎng)運行方面經(jīng)濟性的影響 ? ?因為光伏電源自身的問題，其輸出功率有太大的不確定性，所以在并網(wǎng)運行徹底完成后，一定要增加相應(yīng)的解決設(shè)備，比如說能夠有著調(diào)峰、調(diào)頻特點的旋轉(zhuǎn)備用，從這些問題方面還是可以看出來，要想整個電網(wǎng)的運行經(jīng)濟性受到影響，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的電能輸出必須主要建立在機組利用小時數(shù)減小的基礎(chǔ)之上。不過在這個時候，我們同時要考慮到的還有旋轉(zhuǎn)備用所產(chǎn)生的能源消耗及排放問題。

3 儲能在光伏并網(wǎng)發(fā)電中的應(yīng)用 ? ?3.1 以電網(wǎng)角度來看，儲能在光伏并網(wǎng)發(fā)電中的應(yīng)用技術(shù)有三種

⑴電力調(diào)峰：調(diào)峰的存在意義就是改善大功率負荷成堆出現(xiàn)的狀況，使電網(wǎng)的負荷壓力得到解脫。而且還可以適當(dāng)?shù)拇鎯σ恍┊?dāng)時不必要的電能，一起攢著到負荷達到最高的時候發(fā)揮關(guān)鍵作用，從而達到電力平衡的作用，也增加了供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。 ? ? ⑵電網(wǎng)電能質(zhì)量控制：儲能系統(tǒng)的加入，使之前不穩(wěn)定的光伏供電特性得到安穩(wěn)，所以此時適當(dāng)?shù)哪孀兛刂品椒赡軙箖δ芟到y(tǒng)對于電能質(zhì)量的控制得到實現(xiàn)，當(dāng)然了，會起到穩(wěn)定電壓、有源濾波和相角調(diào)整的作用。 ? ? ⑶微電網(wǎng)：光電網(wǎng)并網(wǎng)從眼下來看，是未來供電配網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)展的重要航標(biāo)，當(dāng)然它也使供電系統(tǒng)得到了穩(wěn)定。在微電網(wǎng)與系統(tǒng)共同運行時可能看不出什么來，儲能系統(tǒng)也起不到什么作用，但是，一旦微電網(wǎng)脫離了系統(tǒng)，獨自運行，那儲能系統(tǒng)的負荷電能將成為微電網(wǎng)運行的一大保障。 ? ?3.2 以用戶角度來看，儲能在光伏并網(wǎng)發(fā)電中的應(yīng)用技術(shù)有三種。 ? ?⑴負荷轉(zhuǎn)移：從技術(shù)層面上來看，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)是在用戶分時計費的前提條件下，完成的與調(diào)峰功能相同的負荷轉(zhuǎn)移。而且就現(xiàn)實問題出發(fā)，一般白天的光照充足，也正是太陽能發(fā)電能源最充足的時候，但是光照充足也意味著光線很好，人們并不會使用照明工具，而一旦到了晚上，照明工具的使用會堆聚在一起使用，這個時候的光照可以說基本上很弱了，那人們所需要的電能很大程度上都來源于儲能系統(tǒng)積攢下來的電能，所以說，儲能系統(tǒng)的加入，完美調(diào)節(jié)了用電的高峰壓力，滿足了人們的用電需求。 ? ? ⑵負荷響應(yīng)：電網(wǎng)的使用造成的負荷因為有時間的因素，所以會有高峰期和低峰期，當(dāng)它達到高峰期的時候為了避免電網(wǎng)不能正常運行，負荷的控制系統(tǒng)顯得至關(guān)重要，這樣也不至于加入儲能系統(tǒng)，就對負荷響應(yīng)策略有影響。所以負荷響應(yīng)控制系統(tǒng)需要光伏儲能電站和電網(wǎng)之間必須至少有一條通訊線路。 ? ? ⑶斷電保護：如果市電的供應(yīng)無法滿足用戶的用電需求，光伏儲能系統(tǒng)就能很好的提供幫助，滿足用戶需求后，又幫電網(wǎng)減輕了用電壓力，分散了一些電力負荷，起到了斷電保護的作用。

4 儲能系統(tǒng)發(fā)展需求 ? ?4.1 儲能技術(shù) ? ?相對于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中存在的一些問題，比如說電流輸出不夠穩(wěn)定，充放電的條件限制，充放電是不是小幅度循環(huán)等，讓儲能系統(tǒng)的加入使用受到了限制。所以在使用過程中，必須要對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進行優(yōu)化。 ? ?4.2 控制技術(shù) ? ?雖說儲能裝置的使用方便了人們的生活，但是由于前期投入資金較多，為了避免其達不到物有所值，就必須對儲能裝置做到最大化的價值利用，此時它的充放電策略都顯得至關(guān)重要。所以說，研究出相應(yīng)的控制管理系統(tǒng)是首要任務(wù)。 ? ?4.3 綜合分析工具 ? ?任何事物都要看清楚了，才能知道怎樣做到最好，儲能系統(tǒng)與光伏并網(wǎng)的結(jié)合是好的，但首先對于兩者都要有足夠的了解，進行相應(yīng)的分析，才能使它們真正做到強強聯(lián)合。 ? ?5 結(jié)語 ? ?儲能系統(tǒng)的使用意味著我們的科技發(fā)展有了新的突破，根據(jù)上文所述可知，未來的光伏并網(wǎng)技術(shù)只會更上一層樓，所以說儲能技術(shù)的發(fā)展研究是光伏電網(wǎng)的重要部分。

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