基于储能技术在光伏并网发电系统中的应用分析

刘雪平 杨岩冰 高钱 刘华凯

山东省产品质量检验研究院 山东济南 250102

随着我国工业进程不断加快，石油和煤炭等石化能源最终会被消耗殆尽，同时应用这些能源时，我们的生活环境也会受到严重影响，其带来的污染十分严重。所以，在这样的背景下，人们急需发展一些低污染的能源技术，以此对传统的能源进行有效替代。在太阳能的利用中，光伏发电的方式在最近这些年得到迅猛发展，无论对能源战略光伏发电还是对环境保护都有着十分重大的意义。

1 光伏并网发电系统具有的特点及结构

1.1 特点

第一，此系统的输出受温度和光照的严重影响，其具体的输出功率会呈现出十分巨大的变化，尤其在天气比较多变的季节时，其发电功率会在此情况下呈现出不可控性和随机性。第二，整个发电系统的造价十分高，为了可以更好的将太阳能资源最大化利用，系统经常会采用最大功率点跟踪技术，同时还让整个电网可以在最大程度上对光伏电能进行吸收利用。第三，高效利用太阳能的目的为了可以更好的实现，发电系统在并网时一般会让并网点和并网电流的电压相同[1]。

1.2 结构

在光伏并网发电系统中，光伏阵列是其中的基本环节，其主要是通过太阳能光伏电池单体进行串联或并联再组装成组件，同时按照系统的实际需求，将其在支架上安装，其主要是将太阳能逐渐的转化成电能的一种转换单元。MPPT装置，主要是对光伏能源的充分利用进行保障，光伏电池阵列有着十分强的非线性特性，温度和光照等因素都可能会对其输出造成严重影响，跟踪控制最大功率点可以对光伏电池阵列的最大输出功率进行有效保证。储能系统，主要是控制环节，起到调节作用，在光照条件比较良好时，可以将其中一部分电能储存起来，同时在比较恰当的时候将其释放出来，以此对光伏电源输出的稳定起到一定的调节作用，使其供用电更加平衡。变压器以及并网逆变器，主要是把光伏阵列中电压比较低的直流电逐渐的转化成电压等级比较适中的交流电，让光伏并网发电可以获得各种必备条件。

2 光伏并网发电系统中储能技术的应用

2.1 应用于电力调峰

针对电力调峰来说，其主要目标则是把峰电时段中的最大功率负荷的集中进行有效减少，以此将电网具体的符合电压进行减轻。储能技术在整个光伏并网发电系统中，对其合理应用可以按照实际的需求做出相应的改变，同时在低谷之时将系统中所发出的实际电能进行储存，在负荷高峰的状况下把储存的电能进行充分释放，对于这部分电能来说，实际上属于符合供电，以此对功能的可靠性进行提升，让运行的稳定性在整体上提高。

2.2 应用于微电网

对于输配电系统来说，在未来微电网并网是十分重要的发展方向，电网系统运行的稳定性和可靠性会得到十分好的提升，在微电网和系统分离之时，微电网的运行比较单一，此时电源则会独立承担负荷的供电人物。因为微电网主要是由光伏电源所构成，在负载情况下储能系统会发挥重要作用，将供电的安全性和稳定性进行有效提升。

2.3 应用于电网电能质量控制

实际控制电网电能的质量时，在光伏并网发电系统中将储能技术科学合理的应用其中，可以有效的改善光伏电源的供电特性，以此对供电的稳定性进行有效提升，对逆变控制措施合理应用，光伏并网发电系统可以通过储能技术控制有源滤波和整相角以及电压等。

在光伏并网发电系统中储能技术可以将良好的断电保护功能提供给用户，在电力正常供应的情况下，如果没有办法满足用户的电力需求，则用户的电能可以通过光伏系统获得。如果电力系统自身出现了各种故障，或是用户在用电时存在着一定风险时，光伏并网系统会在这样的情况下有效的实现自动断电，同时还可以将断电以后没有及时发出的电能自动储存起来[2]。

3 储能系统的发展需求

3.1 储能技术

实际应用储能装置时，一般都处于恶劣的工作环境中。同时，因为光伏发电的输出并不是十分稳定，所以在此条件下，储能系统的充电条件和放电条件也比较差，甚至个别时候还需要频繁的进行充放电小循环。针对储能装置的发展现状以及光伏并网发电系统所具有的特点来说，将储能技术科学合理的应用主要可以通过以下几点来进行改进。第一，功率密度和能量密度加大。第二，储能装置的循环寿命有效延长。第三，充电和放电速度增加。第四，其安全可靠的运行在更加宽泛的环境中可以得到保证。第五，整体成本有效降低。

3.2 控制技术

为了可以让储能装置最大的能量输和最长的使用寿命以及最优的使用效率得以实现，需按照储能装置所具有的特点，将比较适合这种储能装置的放电策略制定出来。比如传统的铅酸蓄电池在进行充电时，需要一个低电流和长时间的充电条件，只有这样才可以对电池铅版上结晶的形成进行有效避免。如果充电过程中，电流过大，则会导致电池的储电能力不断将低，甚至还可能会导致电池的寿命缩短。储能装置的电源为光伏电池，因此必须对其充电条件进行保证。所以，对更加先进的储能装置控制系统进行开发，可以将储能装置充电及放电的合理性进行有效解决。另外，对于现阶段经常使用的储能设备来说，其本身并不能对工频交流电直接使用，所以，对配套的电能转化装置进行开发具有一定必要性[3]。

4 结语

在光伏并网发电系统中科学合理的应用储能技术，主要可以将此技术分为微电网和电力调峰以及控制电网电能质量这几个方面。其可以让供电效果变得更加高效，同时符合储能型的光伏并网系统可以把储能型光伏并网发电系统所具有的作用更加充分的发挥出来。储能技术因为光伏并网发电技术的迅猛发展得到了全新的应用领域，同时也获得了新的发展方向，而储能技术的突破和发展也可以对光伏并网发电的实用化进程进行有效促进。