儲能技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應用

胡錫 黃芳

摘要：在目前的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，儲能技術(shù)主要可以發(fā)揮調(diào)峰自動調(diào)谷、微電網(wǎng)自動控制和光伏電能傳輸質(zhì)量變化自動控制等重要技術(shù)作用，可以實時提供連續(xù)斷電和節(jié)能保護，保證光伏電網(wǎng)正常運行的安全穩(wěn)定。在不斷完善傳統(tǒng)光伏儲能技術(shù)的基礎(chǔ)上，提出了儲能復合光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，能夠及時高效地解決傳統(tǒng)光伏電網(wǎng)中可能仍然存在的大功率負荷波動和光伏并網(wǎng)利用電流的功率諧波波動問題，進一步發(fā)揮傳統(tǒng)儲能技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)中的重要作用。

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

引言：從我國現(xiàn)階段的情況來看，儲能技術(shù)雖然在一定程度上得到了發(fā)展，現(xiàn)階段光伏發(fā)電系統(tǒng)中所使用的儲能技術(shù)相較于以往已經(jīng)有了較大幅度的進步，但是，研究人員還需要進一步開發(fā)新的儲能裝置，使我國光伏并網(wǎng)發(fā)電能夠真正得到發(fā)展，使其應用范圍能夠真正得到擴大，讓太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)能夠真正使我國的更多人民受益，使發(fā)電能夠真正做到綠色環(huán)保，進而有效減少以往火力發(fā)電給環(huán)境帶來的不利影響。

1 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)影響

1.1 對線路潮流的影響

電網(wǎng)正常運行過程中支路潮流通常情況下呈現(xiàn)出單向流動特征，而且會隨著與變電站之間距離的增加導致配電網(wǎng)有功潮流單調(diào)逐漸減小。但是，將光伏電源接入到電網(wǎng)系統(tǒng)中后，從而使得整個潮流狀況具備了不可預測性。潮流產(chǎn)生改變之后使得電壓調(diào)整難度更大，而且整個電網(wǎng)系統(tǒng)中的電壓調(diào)整設(shè)備也經(jīng)常會出現(xiàn)異響狀況，與此同時，支路潮流也很可能會在此影響下出現(xiàn)越限、節(jié)點電壓越限、變壓器容量越限等一些狀況，在此情況下就會對整個供電系統(tǒng)運行可靠性形成嚴重影響。

1.2 對系統(tǒng)保護的影響

光伏電站輸出功率會隨著光照情況的改善而增大，而且短路電流也會隨之增大，在此情況下，就很可能會導致過流保護配合出現(xiàn)失誤狀況，而由于短路電流過大，會對熔斷器正常工作形成影響。此外，配電系統(tǒng)在光伏發(fā)電系統(tǒng)未接入之前，支路潮流通常情況下呈現(xiàn)出單向現(xiàn)象，而且保護也并不具備方向性，但是當光伏發(fā)電系統(tǒng)接入供電網(wǎng)絡(luò)之后，使得配電網(wǎng)絡(luò)成為多源電網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)潮流的具體方向也存在較大的不確定性。鑒于此，必須要在整個系統(tǒng)中增加具備一定方向性的保護裝置。

2儲能技術(shù)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應用

2.1在電力調(diào)峰的應用

電力調(diào)峰，主要操作的目的就在于使峰電時段電網(wǎng)負荷較大的時候，居民以及工廠的用電需求能夠最大限度地得到滿足，但是，要能夠在一定程度上對于用電進行調(diào)控，使電網(wǎng)負荷的壓力能夠得到有效降低。從電網(wǎng)內(nèi)部儲存裝置自身的特點來講，其本質(zhì)上具有一定程度的靈活性，在電網(wǎng)功率負荷相對較低的階段，能夠?qū)⒐夥l(fā)電系統(tǒng)在實際工作過程中產(chǎn)生的電能進行存儲，存儲的電能主要是在負荷高峰時段進行釋放，這樣的操作方式能夠使電網(wǎng)在實際進行供電過程中的可靠性得到較大幅度的提升，使電網(wǎng)系統(tǒng)的常規(guī)運行能夠真正保證穩(wěn)定，有效避免因電網(wǎng)負荷功率較大而導致的電網(wǎng)運轉(zhuǎn)故障問題出現(xiàn)，保證供電穩(wěn)定的基礎(chǔ)上，使區(qū)域的用電需求能夠真正得以有效滿足。我國各個地區(qū)在不同時間段用電總量存在波峰以及波谷一直是一個普遍存在的問題，且這一問題一直以來都受到了社會各界的關(guān)注。尤其是在用電的波峰階段，由于需要加大發(fā)電量來保證電能供給，導致電網(wǎng)的負荷進一步加大，此時一旦電網(wǎng)在運轉(zhuǎn)的過程中出現(xiàn)故障，則會在一定程度上導致供電停止的問題，不僅會影響人民的生產(chǎn)以及生活，同時還會在一定程度上影響人民對于供電單位的信任，降低本單位自身的市場競爭力。由此可見，通過將儲能技術(shù)應用到電力調(diào)峰的過程之中，不僅能夠有效減輕供電峰值時期電網(wǎng)所需要承擔的負荷，同時也能夠使在峰谷時期電網(wǎng)能夠正常運轉(zhuǎn)，進而有效彌補波峰以及波谷不同時段因供電量調(diào)整而給電力系統(tǒng)帶來的沖擊，確保光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠維持穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，降低光伏發(fā)電系統(tǒng)故障問題的發(fā)生概率。

2.2在電網(wǎng)電能質(zhì)量控制的應用

在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的實際運轉(zhuǎn)過程中，要想使電網(wǎng)電能的質(zhì)量能夠得到有效控制，儲能技術(shù)的合理應用必不可少，通過在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中合理應用儲能技術(shù)，使光伏電源在實際供電的過程中性能能夠得到最大限度的穩(wěn)定。在這一過程中，工作人員通常情況下會采取一系列的措施對光伏并網(wǎng)進行逆變控制，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在實際工作的過程中，其所產(chǎn)生的電能質(zhì)量也能夠得到有效控制，而在這一過程中，最主要發(fā)揮作用的就是我們所說的儲能控制系統(tǒng)，通過充分發(fā)揮儲能系統(tǒng)自身的作用，不僅能夠?qū)τ性礊V波進行調(diào)整，同時還能起到穩(wěn)定電壓的作用，使相角能夠始終處在合理的范圍之內(nèi)，并在相角出現(xiàn)偏差的時候，及時進行調(diào)整，保證電網(wǎng)的發(fā)電質(zhì)量。以往，電力企業(yè)在對電網(wǎng)的電能質(zhì)量進行控制的過程中，多數(shù)情況下采用的都是人工的手段，而在這一過程中，很多細節(jié)方面的問題很難被及時發(fā)現(xiàn)，這也會在一定程度上導致供電質(zhì)量受到影響。

2.3在負荷響應時的應用

電網(wǎng)在實際運轉(zhuǎn)的過程中，為了最大限度地保證運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，減少故障問題的發(fā)生概率，往往會針對一些高功率的負荷進行自動控制并調(diào)整，在負荷的高峰階段，不同部分的電網(wǎng)往往會交替運作，進而確保負荷高峰階段電網(wǎng)的運轉(zhuǎn)能夠真正保證安全以及正常。而通過在電力用戶中應用光伏儲能系統(tǒng)，則能夠最大限度地保證針對用戶的供電穩(wěn)定，但是在這一過程中，相關(guān)人員需要重點關(guān)注的一個問題就是光伏儲能電站以及電網(wǎng)之間在與負荷響應控制系統(tǒng)進行連接的過程中，至少有一條通信線路能夠正常工作，這樣的操作方式能夠最大限度地避免一些高功率設(shè)備給光伏發(fā)電系統(tǒng)正常運轉(zhuǎn)帶來的不利影響，真正實現(xiàn)負荷的高質(zhì)量響應。

3 光伏并網(wǎng)發(fā)電儲能系統(tǒng)的發(fā)展需求

現(xiàn)階段，儲能技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應用方式為，在系統(tǒng)中配置儲能裝置、蓄電池。儲能系統(tǒng)持續(xù)將多余電能在蓄電池中進行臨時儲存，并在電網(wǎng)負荷高峰時段釋放所儲存電能，以此提高電能實際利用率、減少電能損耗。但是，所使用蓄電池的使用壽命較短、前期投入成本過高、且功率密度較低，無法充分發(fā)揮儲能技術(shù)的應用作用，也對技術(shù)推廣普及造成了限制影響。

為解決這一問題、滿足系統(tǒng)發(fā)展需求，企業(yè)需要同時應用儲能技術(shù)、系統(tǒng)分析技術(shù)與控制技術(shù)，具體包括：第一，儲能技術(shù)。從技術(shù)實際應用角度來看，面臨著充放電條件差、發(fā)電輸出不穩(wěn)、蓄電池頻繁開展充放電小循環(huán)等問題，加快了蓄電池老化速度。因此，應加強儲能裝置研發(fā)力度，重點提高裝置的充放電速度、延長循環(huán)壽命，并推動裝置的小型化發(fā)展，在滿足系統(tǒng)儲能要求的同時，降低裝置制造成本;第二，系統(tǒng)分析技術(shù)。在部分光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中，受到設(shè)計因素影響，存在儲能裝置性能過剩、或是儲能效率不足的問題，沒有起到預期作用。因此，企業(yè)需要運用系統(tǒng)分析技術(shù)，對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)各項因素進行綜合分析，模擬光伏電站與系統(tǒng)在不同情況下的運行狀態(tài)，明確技術(shù)標準;第三，控制技術(shù)。在系統(tǒng)中安裝控制裝置，控制系統(tǒng)保持穩(wěn)定運行狀態(tài)。

結(jié)束語：太陽能是一種分布廣泛、取之不盡、用之不竭的可再生能源。光伏發(fā)電作為太陽能利用的一種方式，在過去的幾年里迅猛發(fā)展。光伏電源不同于傳統(tǒng)電源，它的輸出功率隨光照強度、溫度等環(huán)境因素的改變而劇烈變化。因此，光伏發(fā)電若要取代傳統(tǒng)能源實現(xiàn)大規(guī)模并網(wǎng)發(fā)電，對電網(wǎng)產(chǎn)生的沖擊影響不可忽視。隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)在電網(wǎng)中所占比例的不斷增大，它對電網(wǎng)帶來的影響必須得到有效治理，以保證供電的安全可靠性。

參考文獻：

[1]全俊曉.儲能技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應用分析[J].電子測試，2020（02）：129-130+118.