储能技术在光伏并网发电系统中的应用分析

王风

摘 要：从光伏发电系统的整体结构来讲，储能单元是其中一个十分重要的组成部分，其主要作用在于维护系统整体的运行可靠性、运行安全性以及运行的稳定性。因此，在对光伏发电系统的储能单元进行设计的过程中，不仅要保证储能单元具有性能优越的特点，同时还需要针对储能单元的实际运行情况，建立具有较高有效性以及合理性的控制策略，使微网系统在运转的过程中其相关的要求能够得到快速响应，这也是现阶段针对相关问题的研究过程中需要重点关注的一个方面。本文对储能技术在光伏并网发电系统中的应用进行分析。

关键词：储能技术;光伏发电系统;应用

引言：太阳能分布非常广泛，而且是一种可再生能源，光伏发电主要是充分利用太阳能来产生电能，近几年该技术得到了快速发展，迄今为止，这些范围内光伏发电整体装机容量已经超过了15GW，但在全体总体装机容量中仅仅占到了1%，而这一比例预计在未来10年中将达到15%左右。由此可见，光伏发电对于世界能源结构来说具有非常重要的意义，在未来具有非常广阔的发展前景。

1光伏并网发电系统对电网影响

1.1对线路潮流的影响

电网正常运行过程中支路潮流通常情况下呈现出单向流动特征，而且会随着与变电站之间距离的增加导致配电网有功潮流单调逐渐减小。但是，将光伏电源接入到电网系统中后，从而使得整个潮流状况具备了不可预测性。潮流产生改变之后使得电压调整难度更大，而且整个电网系统中的电压调整设备也经常会出现异响状况，与此同时，支路潮流也很可能会在此影响下出现越限、节点电压越限、变压器容量越限等一些状况，在此情况下就会对整个供电系统运行可靠性形成严重影响，另外，由于潮流具有了随机性，因此会对发电厂的发电计划制定形成影响。

1.2对系统保护的影响

光伏电站输出功率会随着光照情况的改善而增大，而且短路电流也会随之增大，在此情况下，就很可能会导致过流保护配合出现失误状况，而由于短路电流过大，会对熔断器正常工作形成影响。此外，配电系统在光伏发电系统未接入之前，支路潮流通常情况下呈现出单向现象，而且保护也并不具备方向性，但是当光伏发电系统接入供电网络之后，使得配电网络成为多源电网，网络潮流的具体方向也存在较大的不确定性。鉴于此， 必须要在整个系统中增加具备一定方向性的保护装置。

1.3对电网运行经济性的影响

光伏电源本身的功率输出具有一定的不稳定性，当完成并网运行之后，必须要增设具备一定容量的旋转备用，这样才能充分保证系统具备调峰、调频等基本技能，如此可见，光伏并网发电系统的电能输出主要是建立在机组利用小时数减小的基础之上，从而使得整个电网运行经济性受到影响。与此同时，在实际针对电网节能环保效果进行分析的时候，必须要对旋转备用所产生的能源消耗以及排放进行充分考虑。

2储能在光伏并网发电中的应用分析

由上述的分析可以发现，光伏电站并网会对整个电网系统带来不可忽视的影响，而规模化的光伏电站并网所产生的影响更大。当前，针对这个问题主要采取了以下两种措施：①从电网层面来看，要不断提升重点网络的灵活性，建立起高效运行的智能化;②从光伏电站的层面来看，要充分利用储能装置。严格地讲，电力储能技术是灵活的输电技术总的一种，将其在光伏电站并网系统中进行应用，能够实現对光伏电源充放电过程的有效控制，从而有效解决光伏电站的运行过程中存在的不稳定的问题，有效避免了因光伏电源的不稳定输出而对整个供电网络运行产生负面影响。在整个光伏电站之中配备相应的储能装置之后。不仅能够有效解决上述存在的问题，而且通过应用合理控制措施，还能够额外产生经济效益、运行效益以及环境效益。储能技术在光伏并网发电系统中的应用主要有以下几个方面：（1）电力调峰：电力调峰最主要的目的是实现对电网峰电时段大功率负荷集中性的电能需求问题，最大程度实现对电网负荷压力的有效控制，储能装置能够充分结合电网实际运行状况，在电网负荷较低的状况下将光伏发电系统产生的电能进行有效存储，然后将其在电网负荷高峰时段进行释放，让整个电网功率峰值输出能力得到有效提升，供电网络的运行可靠性也能得到有效改善。（2）电网电能质量控制：在光伏并网发电系统中充分用储能装置，能够使光伏电源的供电特征得到有效改善，让光伏电源能够实现稳定的电能供应，因此，充分利用合理的逆变控制策略，储能系统能够对整个光伏发电系统电能质量进行有效控制。（3）微电网： 对于输配电系统来说，微电网并网是非常重要的一个发展方向，其能够实现对供电可靠性的有效提升。当微电网与整个系统实现分离的时候，也就是微电网处于孤岛运行模式，其能够独立完成电网负荷的供电任务，在此情况下，充分利用光伏电源来组成微电网，能够充分发挥出储能系统的作用，让整个系统的供电稳定性以及安全性得到充分保障。

3储能系统发展需求

当前，蓄电池是光伏发电系统应用最为广泛的一种储能装置，但是， 蓄电池本身的使用寿命比较短，而且其功率密度也相对较低，对充放电都提出了更高的要求，使用成本也比较昂贵，导致其在光伏并网发电系统中的应用受到了极大的限制，始终不能形成规模化。为了进一步提升储能技术在光伏并网发电系统中的广泛应用，有效提升光伏并网的实际性能，就必须要对储能技术、控制技术、综合分析技术等进行全面考虑。

3.1储能技术

储能装置在光伏并网发电系统中的应用环境比较恶劣，而且，在实际应用过程中还会受到光发发电输出不稳定的严重影响，而由于其充放电条件相对比较差，而且还会经常出现充放电小循环现象。因此，在光伏并网发电系统中应用的储能技术必须要从以下几个角度进行不断的改进：首先，要针对其能量以及功率密度进行不断增强;其次，要针对储能装置进一步改善其使用寿命;再次，要进一步提升储能装置的充放电速度;另外，要不断拓展其在不同环境状况下的稳定运行;最后，实现储能技术应用成本的有效控制。

3.2控制技术

为了能够有效延长储能装置的使用寿命，提升其能量输出最大值， 并实现使用效率的最优化，必须要充分结合储能装置的具体特征，合理地选择最佳的充放电策略。鉴于此，就必须要针对储能装置开发出更加合理储能控制系统。另外，由于目前广泛使用的储能装置并不能直接应用工频交流电，因此，要尽快加大研发力度，研制出电能转化装置等一些配套设备。

3.3综合分析工具

只有在针对光伏储能系统进行全面分析的基础上才能有效开发的光伏储能系统。因此，针对光伏行业的相关标准以及储能系统生命周期成本等进行深入分析探讨，才能最终促进光伏储能系统的成熟发展，进一步提升光伏储能系统的应用价值。

总之，电力储能技术正朝着转换高效化、能量高密度化和应用低成本化方向发展，本文就储能技术在新能源电力系统中的应用展开阐述，讨论了储能技术在光伏并网中的应用及未来储能系统的发展需求。当然，目前储能装置的应用还存在一定的问题，因此要不断强化研发，促进光伏并网发电系统的快速发展。

参考文献：

[1]郑光辉.基于虚拟同步发电机功率控制策略的光伏发电系统研究[D].重庆：重庆大学，2014.

[2]梁尚超.光伏发电系统中混合储能及接入微电网技术仿真研究[D].北京：华北电力大学，2014.