基于储能的光伏发电系统调频技术分析

陈林

（湖南动力源电力勘测设计有限公司 湖南 长沙 410021）

引言

伴随当下我国新能源及太能能转化技术开发、应用日益创新，将一种新型调频技术及储能系统应用进行植入十分关键，光伏发电系统一度受诸多外部因素干扰，导致其功率输出等存在较大波动性。因此，如何利用储能系统进行实时调频至关重要。然而有关基于储能的光伏发电系统调频技术等相对研究较少，基于该问题现状，要求行之有效的措施对其进行分析研究，如结合实际需求与现场环境进行技术分析、集中式储能光伏发电系统调频技术、提升技术人员专业素质及创新意识、加强日常管理与工作监督科学合理配置。本次研究对基于储能的光伏发电系统调频技术进行分析，有十分重要的理论意义。

1 光伏发电系统在能源开发应用中的重要性

随着当下我国市场经济建设迅速发展，传统能源开发手段已经无法满足当下需求。能源开发及消耗降低的紧迫性，促使我国在能源开发及应用领域上必须升级创新。其中，光伏发电系统作为光能转化利用主要核心，其作用意义颇深。将光伏发电系统在能源开发应用中的重要意义、特点原理等进行研究重点，对其中注意事项及方式方法进行阐明，具体如下：

1.1 光伏发电系统组成及原理概述

光伏发电系统主要以太阳能利用为主，将太阳能电池作为能量转变工具，将其太阳能转变为电能。光伏发电系统不是单一片面的简单流程，而是通过相关设备及组织的系统布局。光伏发电系统主要包括：逆变装置、太阳能电池、控制设备等。光伏发电系统主要原理是能量转化，是对太阳能变成电能的转化过程。主要以光生伏特效应为主，从光伏发电系统种类中发现，其主要以独立型太阳能系统、并网太阳能系统、分布太阳能系统三大为主。在实际应用过程中光伏发电系统也会随着时代创新、环境不同而变化。

1.2 光伏发电系统应用特点及优势

通过对光伏发电系统应用分析后发现，其特点及优势相对比较明显，非常适合当下我国能源紧缺及再生能源利用。特点如下：第一、光伏发电系统稳定性受外部因素干扰，且可靠性、稳定性较弱，从故障发生率及风险率方面，相对其他能源利用较高。第二、周期寿命较长，通过对个别案例及应用实践分析。光伏发电系统周期寿命较长，不会造成短期停用及寿命缩短，非常适合在特殊环境下的长期应用。第三、不会对环境造成污染，在其过程中光伏发电系统主要以太阳能为主，太阳能本身就具有一定的环保性。所以，对自然生态建设及维护起到积极促进作用。第四、实现独立发电与并网运行模式。独立发电对快速应用及设备要求降低十分必要，并网运行则提升该系统的综合性、配合性。对各组织及相关企业单位的选择应用打下基础，其前景及应用发展领域较宽，非常具有发展性。主要优点体现在工作点在具体变化中速度较快。主要是因该系统受外部因素影响较大，如外部温度、光照效应等。

综上所述，通过对光伏发电系统原理及特点进行分析，将该系统的特点、优势、原理及发展前景进行阐明。随着光伏发电系统不断普及应用，很多新形式及新种类也层出不穷。其中，基于储能的光伏发电系统逐渐成为其主流，在对相关研究中也偏重于储能效应，将光伏发电系统调频技术进行系统剖析，利用其日后研究与实践应用。

2 储能效应在光伏发电系统调频中应用必然性

当下我国新能源利用发展速度已经超出常人想象，很多新能源项目及开放工程如井喷式增长。以光伏发电为实例，其发展速度已经相对时效与创新。但光伏发电在发展过程中也同样面临诸多挑战。最为常见的就是光伏发电的波动性，这种极不稳定的波动反应，则会导致电网在一定时间、周期内发生能量失衡，如不对其进行有效处理，这种情况将持续增加[1]。对电网系统中的频率稳定及安全运行造成一定波及。经过实践及分析后发现，储能在该方面具有较高功能，且主要体现在较好的调频性能方面。对调频稳定及可靠性给予明确，同时储能 应用也能对其响应时间缩短起到积极作用，且响应速度与时间相对较快。因此，将储能效应应用到光伏发电系统调频中十分必要。

3 基于储能光伏发电系统调频技术分析

3.1 结合实际需求与现场环境进行技术分析

在对光伏发电系统进行调频中应对其实际需求、现场环境等进行侧重分析。储能技术具有一定的广泛涉及性，对电源的能量储备、调频及相关需求都可进行针对性满足。本章节主要对不同需求光伏发电系统调频要求进行概述，将储能光伏发电系统调频技术进行简单分析。例如：很多配电网都会需进行夜间供电，且24小时持续供电，这种情况在工业生产及加工中较为常见，而大供电及快速配电必然会造成电网自身压力加重。基于这种情况就需对光伏发电系统进行科学调频。利用储能技术奖配电网形成的压力进行有效调节，极大减轻其自身压力。相反也对相关基础设备、设施建设投入起到降低或推迟作用。在进行光伏发电系统调频中应掌握好频率的稳定性、可靠性，不能让其频率产生大幅度波动。同时，随着太阳能发电形式普及率越来越高，在储能技术应用中应对调频步骤及方法进行规范，以降低消耗与持续能源供给为主，结合实际需求最大限度提升调频质量[2]。

3.2 集中式储能光伏发电系统调频技术

通过分析后发现，在光伏发电系统中并网应用及开展过程对诸多电网造成较大影响[3]。主要以系统保护缺乏、个别线路潮湿、供电能量质量及经济性价比失衡为主。特别是在电能质量方面，存在严重不可靠、不稳定等情况。主要是受外部云层遮挡及相关因素干扰。这就造成功率在发射方面产生一定波动性。最为明显的就是频率波动，这种波动性对供电质量造成较大影响。在该过程中利用储能进行科学调频，可将该问题进行解决。以集中式储能为主，对大型光伏电站拓扑主体进行分析。

集中式储能系统主要位于发电布局中的输出端口。在该系统有功平稳供给方面，主要以储能系统、光伏发电系统联合作用为主。但受客观因素及环境问题影响，拟定对该系统进行加入储能技术[4]。并对控制及监控方式进行优化，进而到达利用储能技术对该光伏发电系统进行各种功率、频率波动等控制调节。保证该光伏发电系统以平滑、稳定的并网结构进行运行发电[5]。

最后，在集中式储能技术应用中需强调系统的完整性，对DC、AC，即逆变控制器等进行优化设计。并结合实际需求及设计布局，进行数学建模等。主要从优化储能系统及技术在发功率波动频率调节中的作用入手，全面提升其功能作用[6]。

3.3 分布式储能光伏发电系统调频技术

互联网+创新智慧能源方式已成为过主要实施战略，通过对部分微型分布式系统进行分析[7]。其光伏在发射后会受外部诸多因素影响，这样输出功率就会发生间歇性间断。同时，电网频率也会出现较大波动性，如起伏、跌落等。这就需要一种调频手段，如缺乏有效调频则会对分布式光伏发电系统中的并网工作造成冲击。所以，基于此采用储能技术对该系统进行调频十分关键。该分布式储能装置主要与该发电系统的逆变直流接触点相连接。主要通过对功率跟踪算法完成该光伏发电系统的最大功率发送。

通过科学手段有效提升光伏发电系统中的稳压调频。在该调频技术应用中一样需要结合数学建模与设计完善，这样才能发挥最大功效及作用[8]。

综上所述，在储能技术应用过程中要做好相关结合工作，并对光伏发电系统各参数、指标等进行数据分析。将波动性与不稳定性进行明确，这样才能有利于下一步工作开展，也对光伏发电系统调频稳定起到积极作用。当然在具体工作开展中也要从多方面、多角度入手，对储能技术应用进行规范管理、人才培养等，这些都是其主要发展方向[9]。在进行储能系统及相关技术应用过程中或多或少会一定阻碍，必须强调其对内部、外部因素的分析研究，强化解决问题的实际能力。

4 提升储能技术下光伏发电系统调频技术质量措施

4.1 提升技术人员专业素质及创新意识

当下我国能源开发正处在大变革时期，新技术、新形式不断出现。光伏发电已经成为一种生产常态，从电能供给及能量转为层面都具有价值意义。针对光伏发电系统功率的波动性，对其功率及相关频率进行合理控制至关重要。将储能技术进行充分发挥与作用体现，应以人的作用决定为主。工作技术人员是其工作步骤中的主要核心。在基于储能技术下光伏发电系统调频技术质量提升方面，全面开展技术人才队伍建设，是当下最为棘手任务[10]。具体如下：第一、加强专业知识培训，主要以光伏发电相关专业知识为主，对各种电能转变技术、专业原理等进行讲解。让更多的工作技术人员掌握基础原理。可采用校企合作方式，让高校专业教师及学生进入企业，对太阳能及调频专业知识等进行传授。同时，也可通过传帮带方式。老技术人员将自身能力与调频技巧进行对新人传授。第二、提升创新意识，当下新能源与环保要求逐渐提到国家发展议程。针对此，在进行储能技术应用中对技术核心进行创新，将更为环保、绿色的光伏发电系统调频技术进行研发。将功率发射的稳定性与可靠性进行明确，这样才能为日后全面发展光伏发电系统普及应用奠定基础[11]。

4.2 加强日常管理与工作监督科学合理配置

在对光伏发电系统调频技术应用中一定要从管理、监督层面入手。电网企业在运行发展中必然会遇到诸多问题。在储能技术、调频技术融合应用中只有对各规章制度、项目需求等进行明确，这样才能发挥到最佳效果。具体如下：第一、加强日常管理，在日常管理总应对光伏发电系统整个布局、规范等进行控制，对各设备及技术应用进行合理化分析[12]。并将储能技术融合的必要性、重要性进行诠释。规范储能技术的应用步骤与设计流程。在实际应用中一定要层理论结合实际角度出发，将数学模型与设计步骤进行完善。从功率发射干扰影响及实际解决困难角度出发。第二、提高相关工作监督管控，在对光伏发电系统进行调频过程中应做好监督管控工作，主要是强化整个调频中实时监控，将各调频数据及相关信息进行汇总分析，并以报告形式呈现出来，通过数据监测及系统分析，让整个调频步骤变得更为直观透明。如在该过程中发生人为或管理问题，一定要第一时间进行处理，防止更多风险及隐患发生。第三、将光伏发电系统运行成本进行降低，在系统调频技术应用中以储能系统为主，将无必要能源消耗及成本投入进行最大化控制，在该过程中应以成本优化、降低污染为主。让绿色供电及环保转化作为主要工作核心。这样才能实现企业效益最大化[13]。

5 结论

综上所述，通过对基于储能的光伏发电系统调频技术进行分析研究，主要包括：结合实际需求与现场环境进行技术分析、集中式储能光伏发电系统调频技术、提升技术人员专业素质及创新意识、加强日常管理与工作监督科学合理配置等，从不同方面及角度对光伏发电系统调频技术在储能系统下的方法应用，质量提升措施进行阐明，为下一步工作开展奠定坚实基础。