储能技术在光伏并网发电系统中的应用分析

摘要：光伏并网发电技术的迅猛发展为储能技术提供了新的应用领域和发展方向，而储能技术的发展、突破也将进一步促进光伏并网发电的实用化进程。储能技术在光伏并网发电系统中的应用可以为供电系统提供更加稳定且更加高效的供电效果，将储能型光伏并网发电系统的作用充分发挥出来，因此需要重点加强研究。基于此本文分析了储能技术在光伏并网发电系统中的应用。

关键词：储能技术;光伏并网发电系统;应用

中图分类号：TM615文献标识码：A

1、储能技术的发展

储能技术是一种先进的电能存储技术，电能可以转化为多种形式不同的能量进行存储。

1.1机械储能

1.1.1抽水蓄能

抽水蓄能电站的工作方式是在负荷低谷期利用剩余电力将水抽至上游水库储存，在负荷高峰期再通过放水至下游水库进行发电。抽水蓄能电站的效率一般为70～85%，响应时间通常是十几秒秒到几分钟。但是，由于抽水蓄能电站的建设需要特殊地理条件，建设周期需要4～5年，因此没有在新能源发电中取得广泛应用，此外，抽水蓄能电厂响应时间为分钟级，对于功率波动频繁的光伏发电并不实用。

1.1.2压缩空气储能

压缩空气储能电站是一种用燃气轮机发电厂，主要作用是电力调峰，工作方式是在负荷低谷期利用剩余电能压缩空气并储存在高压容器之中，在用电高峰期通过释放空气来推动燃气轮机进行发电。压缩空气储能的响应时间也是分钟级的，因此在光伏并网中的应用并不广泛。

1.1.3液化空气储能

液化空氣储能是一种新型规模储能技术，它利用富余电能驱动电动机将空气压缩、冷却、液化后注入低温储槽储存，液化过程中消耗的大部分电能被转化成了低温冷能进行存储。发电时，液态空气从储槽中引出，加压后送入气化换热器和热交换器气化并加热到一定温度，最后高压气体注入膨胀机做功，带动发电机发电。液化空气储能不但可以对间歇性可再生能源进行有效地储存，而且不受地理环境的限制，便于管理和运输。

1.2电化学储能

电化学储能是指各种不同形式的蓄电池。根据电池中采用的化学物质差异，蓄电池又可细分多种类型，包括铅酸电池、镍氢电池、锂离子电池、钠硫电池、液流电池等。目前应用最为广泛的是采用铅酸电池储能，它凭借低廉的价格和较高的能量密度等特性成为了现阶段最为成熟的储能技术，在光伏发电、小型风电以及中小型分布式电源系统中得到了广泛的应用。

2、储能技术在光伏并网系统中的作用

2.1电力调峰

电力调峰主要是为了减少电网中的负荷压力，尽量避免在峰电时段中大规模负荷对电力的需求。现阶段主要靠调峰电厂进行电力调峰，操作困难，成本昂贵。而光储系统可根据需求，在负荷低谷时储存光伏电源的剩余电能，在负荷高峰时释放存储电能为负载供能，电网的峰值出力和供电可靠性均能得以提高。

2.2控制电能质量

近年，人们对电能质量问题日益关注，电网的谐波畸变率、功率因数、三相不平衡度以及电压变动等指标必须符合电力标准。光伏并网系统应用储能装置，可以改善光伏系统的出力波动，提高供电的可靠性和稳定性。采用合适的控制策略，光储系统也可以有效控制性的电能质量问题，能够有力改善电压波动、进行有源滤波以及调节逆变器并网相角等。

2.3提供断电保护

在光伏并网系统中接入储能装置的一个重要作用是可以为用户提供断电保护。当市电由于故障等原因无法正常供应时，光储系统可以迅速为电力用户提供电能供应。无论对电网或对用户来说，这种电力孤岛的形成都是有益的，不但在高峰用电期允许电网对部分负荷进行切除，还能够使用户在没有市电供应的情况下保证正常供电。

3、储能技术在光伏并网发电系统中的应用

3.1在电网电能质量控制上的应用

在电网电能质量控制上，将储能技术应用在光伏并网发电系统中，可以对光伏电源的供电特性进行改善，进而提高供电的稳定性，利用合理的逆变控制措施，储能技术让光伏并网发电系统可以对调整相角、有源滤波及电压等进行控制。

储能技术在光伏并网发电系统中可以为用户提供良好的断电保护功能，当正常的电力供应无法提供给用户的时候，光伏系统可以为用户供给电能，而在电力系统自身发生故障或者是用户用电存在危险隐患的时候，光伏并网系统会选择自动断电，并将断电之后所发出的电能进行自动储存。以光伏并网用户使用分时计费市电作为基础，将储能技术在此系统中进行应用，可以实现负荷转移。其本身和电力调峰上的应用技术较为相似，在低谷期，储能系统可以在满足基本需求的情况下，将多余电能进行储存，然后在高峰期释放。除此之外，针对负荷高峰时高功率负荷交替运行的为正常运行所带来的不利影响，储能技术在光伏并网发电系统中的应用还可以减少负荷响应策略所带来的弊端。

3.2负荷转移

从技术角度来讲，负荷转移和调峰类似，但它的实现应用是以光伏并网用户使用分时计费市电为基础的。许多负荷高峰并不是发生在光伏系统发电充足的白天，而是发生在光伏发电高峰期以后，储能系统可在负荷低谷时将光伏系统发出的电能储存起来而不是完全送入电网，待到负荷高峰时再使用，这样，储能系统和光伏系统配合使用可以减少用户在对峰时市电的需求，使用户获得更大的经济利益。

3.3负荷响应

为保证在负荷高峰时电网可以安全可靠的运行，电网会选定一些高功率的负荷进行控制，使它们在负荷高峰期时交替工作，当这些电力用户配置光伏储能系统后，则可以避免负荷响应策略对上述高功率设备的正常运行带来的影响。负荷响应控制系统需要光伏储能电站和电网之间至少有一条通讯线路。

3.4断电保护

光伏储能系统一个重要的好处就是可以为用户提供断电保护，即。在用户无法得到正常的市电供应时，可以由光伏系统提供用户所需电能。这种实现的电力孤岛对用户和电网来说都是有好处的，它既可以允许电网在用电高峰时切掉部分电力负荷，又可以使电力用户在没有市电供应时保持正常工作。

3.5储能单元控制

为了保证储能单元满足响应光伏发电系统的要求，同时也为了改善储能单元的充放电工作环境，根据储能单元的不同工作模态设计出了合理高效的控制策略。

3.6储能技术的改进

用于光伏并网发电的储能装置往往工作环境比较恶劣，而且，受于光伏发电输出不稳定的影响，储能系统的充放电条件也比较差，并且有时需要频繁的充放电小循环。针对于光伏并网发电系统的特点以及储能装置的发展现状，应用于光伏并网发电的储能技术应在以下几个方面做出发展和改进：a.加大能量密度和功率密度;b.延长储能装置的循环寿命;c.增加充放电速度;d.在更广泛的环境下保证安全可靠运行;e.降低成本。

总之，光伏发电若要取代传统能源实现大规模并网发电，它对电网产生的冲击影响是不可忽视的，随着光伏系统在电网中所占比例的不断增大，它对电网带来的影响必须得到有效地治理以保证供电的安全可靠性要求，因此进一步加强对其的研究非常有必要。

参考文献

[1]艾欣，董春发.储能技术在新能源电力系统中的研究综述[J].现代电力，2015，32（05）：1-9.

[2]李路遥.分布式光伏发电并网系统混合储能容量配置研究[D].上海交通大学，2014.

[3]华啸秋.储能变流器在可再生能源发电中的应用研究[D].东南大学，2016.

[4]王 广霞.独立光伏发电混合储能系统 能量管理研究[D].秦 皇岛 ：燕山大学，2014

推荐访问:并网发电 光伏 系统中的应用 储能 分析