基于光储系统的应用研究及分析

基于光储系统的应用研究及分析

郑远利

（广东电网公司清远供电局广东清远511515）

摘要：随着光伏技术的逐步成熟，光伏发电规模将逐步增大，电网结构、电源管理趋于复杂，电能质量管控更加困难。大量分布式储能装置接入电网，造成潮流更加多变，增加电网运行安全风险。同时随着国家政策对于光伏补贴的逐步退出及储能单价的逐步降低，“光伏+储能”这种在能源互联网趋势下形成的新模式将逐步成为主流。

关键词：分布式光伏、储能、能源互联网

背景

由于光伏发电功率主要受天气影响，不受人为主观调整，在时间和空间上和用户的用电需求存在不同步的情况，因此光伏业主100%自发自用（光伏无补贴的主要模式）是十分困难的。因此随着储能技术的逐渐成熟，“光伏+储能”的模式逐渐被市场认可，是暂时最好解决光伏并网电站对电网影响最小及最大可能使发电自用的办法。在电网角度上看，可以有效提高电网的灵活性，建设一个智能调度的电网。在光伏发电用户的角度上看，可以有效提高光伏发电的自用率，建设一个高效、智慧的发电系统。因此在电网角度、用户角度上看，“光伏+储能”模式最大化实现用能需求，实现电网内能源生产和用能负荷的基本供需平衡，实现电网与用户多能互补综合利用的智慧能源互联网。

一、光伏储能在电网中的应用

（1）电网削峰填谷

因大型的电厂发电一般是全天候发电，如何发出来的电用不掉电能就会浪费，若白天用电高峰期间，则需要增加备用的发电机组来缓解用电紧张需求。因此并网的光储系统在电网用电谷期将电能储存起来，在用电峰期将电能释放出来，按照电网统一调度实现能源的转移，降低负荷高峰，填补负荷低谷，减少电厂的备用机组，更好的利用好电力，实现电网供需的平衡，降低电网的运行风险。

（2）提升电能质量

由于光伏发电的效率会根据太阳日照的强度而不同，发电功率相对于水电、火电的稳定性较差，若接入光伏储能后，可以有效调整发电及上网的功率，起到稳定电压、调整相角及有源滤波，上网供电更加稳定，对电网影响更小，有效提高电能质量。

（3）微型电网的断电后备

随着分布式能源的不断发展，小型微电网也是日后的一个主要的发展趋势，而光伏+储能可以有效解决供电可靠性的问题。当微型电网与主网系统分离时，微型电网可以实现孤岛运行，实现自给自供，独立承担供电的任务。因此光伏+储能很好地实现了微型电网断电后备的功能。

（4）解决弃光的问题

由于光伏发电具有随机性的特点，光伏等新能源发电需要和火电、水电等协同配合才可以最大化去消纳，若增加储能电池，保证了光伏发电的稳定供应，有效促进新能源的就地消纳及配合系统调节负荷，减少对电网系统的影响，避免出现弃光的情况。

（5）实现智慧电网

智慧电网目的就是解决电力在生产、消费、体制和技术革命四方面的关系，而光伏+储能很好地解决了生产、消费不同时的问题，提高了用能效率，最大化应用了清洁能源，减少使用火电对环境的污染，实现了节能减排的目标，通过新的供给模式解决了能源互补及清洁能源利用问题。

二、光伏储能在用户侧中的应用

（1）需量控制

因大工业用户的专用变压器，存在着按照最大容量收费和最大需量收费的差异，用户可以利用储能在峰期释放电能，降低变压器的最大值，降低尖峰电荷，在按照最大需量收费上取得效益。

（2）动态扩容

对于部分大工业用户，其变压器容量已基本填满，对于新增加的临时负荷，若采用变压器增容，所需扩容成本非常高。若有光伏储能，可以利用储能将临时负荷削减，实现动态扩容，避免不必要的变压器增容成本。

（3）负荷转移

因光伏并网用户使用分时计费为基础，大部分用户的光伏发电与自身用电高峰都是不一致，导致出现用电高峰无电发、用电谷期多电发。若使用光伏储能系统，能结合用户的发电情况和用电情况，合理地利用峰、谷电费差进行充放电，使得用户获得更大的经济效益。

（4）应急UPS电源

光伏储能系统一个重要的好处就是为用户提供一个断电的后备保护，相当于给用户增加了一个应急的UPS电源。使得用户即使无法获得市电的供应前提下，仍然可以通过光伏发电、储能为用户提供应急电能，避免出现因停电导致生产停止导致的损失，实现孤岛运行。

（5）响应需求侧获得双重收益

用户根据电网系统发出的需求响应，用户自愿通过减少电网用电，通过光伏储能满足自身用电需求，既促进了电力供需的平稳，保证了系统稳定，同时可以获得少用尖峰电价差价收益及电力需求侧效应补贴的双重效益。

（6）提高清洁能源收益的稳定性

因为光伏发电的随机性和不稳定的特点，在微电网和电网断开的情况下，通过储能的管理系统，可以将光伏发电储能起来，保证清洁能源发电的有效性，确保不出现弃光现象，保证了光伏发电的收益。

三、结束语

光储系统随着光伏组件、储能电池的单价不断降低，光储系统的应用将逐渐扩大规模。储能系统可以有效解决了用户侧的经济性、安全性、后备保护等需求，也解决了电网侧的电能质量、削峰填谷、稳定频率、后备电源等问题，实现了电网与光伏发电用户的友好协调，最大化保证电网和用户的双方的效益。因此，光伏+储能的应用模式随着应用的深入会逐步拓展到“光伏+储能+充电站”、“光伏+储能+智慧家居”、“光伏+储能+智慧办公”等新模式，实现能源电网转变为智慧电网。