儲能技術在光伏并網發電系統中的應用

胡錫 黃芳

摘要：在目前的光伏并網發電系統中，儲能技術主要可以發揮調峰自動調谷、微電網自動控制和光伏電能傳輸質量變化自動控制等重要技術作用，可以實時提供連續斷電和節能保護，保證光伏電網正常運行的安全穩定。在不斷完善傳統光伏儲能技術的基礎上，提出了儲能復合光伏并網發電系統，能夠及時高效地解決傳統光伏電網中可能仍然存在的大功率負荷波動和光伏并網利用電流的功率諧波波動問題，進一步發揮傳統儲能技術在光伏并網發電系統建設中的重要作用。

關鍵詞：儲能技術、光伏、并網發電系統、應用

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

1 光伏并網發電系統對電網影響

1.1 對線路潮流的影響

電網正常運行過程中支路潮流通常情況下呈現出單向流動特征，而且會隨著與變電站之間距離的增加導致配電網有功潮流單調逐漸減小。但是，將光伏電源接入到電網系統中后，從而使得整個潮流狀況具備了不可預測性。潮流產生改變之后使得電壓調整難度更大，而且整個電網系統中的電壓調整設備也經常會出現異響狀況，與此同時，支路潮流也很可能會在此影響下出現越限、節點電壓越限、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運行可靠性形成嚴重影響。

1.2 對系統保護的影響

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，配電系統在光伏發電系統未接入之前，支路潮流通常情況下呈現出單向現象，而且保護也并不具備方向性，但是當光伏發電系統接入供電網絡之后，使得配電網絡成為多源電網，網絡潮流的具體方向也存在較大的不確定性。鑒于此，必須要在整個系統中增加具備一定方向性的保護裝置。

2儲能技術在光伏發電系統中的應用

2.1在電力調峰的應用

電力調峰，主要操作的目的就在于使峰電時段電網負荷較大的時候，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控，使電網負荷的壓力能夠得到有效降低。從電網內部儲存裝置自身的特點來講，其本質上具有一定程度的靈活性，在電網功率負荷相對較低的階段，能夠將光伏發電系統在實際工作過程中產生的電能進行存儲，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，使電網系統的常規運行能夠真正保證穩定，有效避免因電網負荷功率較大而導致的電網運轉故障問題出現，保證供電穩定的基礎上，使區域的用電需求能夠真正得以有效滿足。我國各個地區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注。尤其是在用電的波峰階段，由于需要加大發電量來保證電能供給，導致電網的負荷進一步加大，此時一旦電網在運轉的過程中出現故障，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，通過將儲能技術應用到電力調峰的過程之中，不僅能夠有效減輕供電峰值時期電網所需要承擔的負荷，同時也能夠使在峰谷時期電網能夠正常運轉，進而有效彌補波峰以及波谷不同時段因供電量調整而給電力系統帶來的沖擊，確保光伏發電系統能夠維持穩定運轉，降低光伏發電系統故障問題的發生概率。

2.2在電網電能質量控制的應用

在光伏并網發電系統的實際運轉過程中，要想使電網電能的質量能夠得到有效控制，儲能技術的合理應用必不可少，通過在光伏并網發電系統中合理應用儲能技術，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進行逆變控制，光伏并網發電系統在實際工作的過程中，其所產生的電能質量也能夠得到有效控制，而在這一過程中，最主要發揮作用的就是我們所說的儲能控制系統，通過充分發揮儲能系統自身的作用，不僅能夠對有源濾波進行調整，同時還能起到穩定電壓的作用，使相角能夠始終處在合理的范圍之內，并在相角出現偏差的時候，及時進行調整，保證電網的發電質量。以往，電力企業在對電網的電能質量進行控制的過程中，多數情況下采用的都是人工的手段，而在這一過程中，很多細節方面的問題很難被及時發現，這也會在一定程度上導致供電質量受到影響。

2.3在負荷響應時的應用

電網在實際運轉的過程中，為了最大限度地保證運轉的穩定性，減少故障問題的發生概率，往往會針對一些高功率的負荷進行自動控制并調整，在負荷的高峰階段，不同部分的電網往往會交替運作，進而確保負荷高峰階段電網的運轉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，則能夠最大限度地保證針對用戶的供電穩定，但是在這一過程中，相關人員需要重點關注的一個問題就是光伏儲能電站以及電網之間在與負荷響應控制系統進行連接的過程中，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備給光伏發電系統正常運轉帶來的不利影響，真正實現負荷的高質量響應。

3 光伏并網發電儲能系統的發展需求

現階段，儲能技術在光伏并網發電系統中的應用方式為，在系統中配置儲能裝置、蓄電池。儲能系統持續將多余電能在蓄電池中進行臨時儲存，并在電網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，無法充分發揮儲能技術的應用作用，也對技術推廣普及造成了限制影響。

為解決這一問題、滿足系統發展需求，企業需要同時應用儲能技術、系統分析技術與控制技術，具體包括：第一，儲能技術。從技術實際應用角度來看，面臨著充放電條件差、發電輸出不穩、蓄電池頻繁開展充放電小循環等問題，加快了蓄電池老化速度。因此，應加強儲能裝置研發力度，重點提高裝置的充放電速度、延長循環壽命，并推動裝置的小型化發展，在滿足系統儲能要求的同時，降低裝置制造成本;第二，系統分析技術。在部分光伏并網發電系統中，受到設計因素影響，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，企業需要運用系統分析技術，對光伏并網發電系統各項因素進行綜合分析，模擬光伏電站與系統在不同情況下的運行狀態，明確技術標準;第三，控制技術。在系統中安裝控制裝置，控制系統保持穩定運行狀態。

結束語：太陽能是一種分布廣泛、取之不盡、用之不竭的可再生能源。光伏發電作為太陽能利用的一種方式，在過去的幾年里迅猛發展。光伏電源不同于傳統電源，它的輸出功率隨光照強度、溫度等環境因素的改變而劇烈變化。因此，光伏發電若要取代傳統能源實現大規模并網發電，對電網產生的沖擊影響不可忽視。隨著光伏發電系統在電網中所占比例的不斷增大，它對電網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.儲能技術在光伏并網發電系統中的應用分析[J].電子測試，2020（02）：129-130+118.