储能技术在光伏并网发电系统中的应用

储能技术在光伏并网发电系统中的应用

贾文强

国网河北省电力有限公司阜平县供电分公司 河北省保定市 073299

摘要：中国经济快速健康发展，社会不断进步。分析了我国工业光伏电站储能发展的新形势，论述了光伏储能技术在我国光伏电站混合并网储能中的重要作用，通过数据对比分析了几种常用的储能技术，提出了混合并网储能，并结合光伏电池和超级光伏电容器技术构建了我国光伏电站混合并网储能系统。仿真结果验证了该储能技术在大型光伏电站并网储能过程中的实际应用。

关键词:储能技术；光伏并网发电系统；应用

引言：在当前中国市场经济快速健康发展的市场形势下，中国清洁电力系统负荷大幅增加，由于全球自然资源短缺、生态环境恶化等问题日益恶化，中国也不断加大对清洁可再生能源开发和推广的投入。其中，光伏风力发电机组的设计、建设和生产规模不断扩大，装机容量也在稳步增加，解决我国当前电力系统电力结构转型优化模式的调整问题，具有重要的指导作用。因此，光伏储能技术在光伏并网发电系统中一直占据着重要的技术地位。

一、光伏发电并网系统

在光伏电站并网发电系统中，光伏并网电源和负载电网相互连接，负载并网功率由两者协调。有无照明，负荷主要由光伏电网系统供电，电网系统接收光伏电网系统所有剩余电力；当负载不是没有照明时，光伏系统的电源不能同时输出剩余电能，负载供电站所需的能量由大规模电网系统提供。

二、储能技术的作用

(1)光伏储能技术广泛应用于大型光伏电站的并网发电中，可以实现光伏有功和无功功率的快速电源回缩和交换，降低光伏电压差波动，防止光伏电压波动突然下降、电压差畸变和电流波动等漏电问题，保证光伏电站并网发电的稳定运行，提供便捷、优质的光伏电站并网服务。(2)光伏储能技术广泛应用于大型光伏电站的并网储能，可以有效提高并网运行的经济性和安全性。目前，由于我国西部地区电力限制问题严重，利用储能技术逆变器可以及时储存和处理剩余光伏电力。当西部光伏电站实际发电量基本低于西部限电并网的负荷峰值阈值时，利用储能技术逆变器可以及时将剩余的储能送至西部电网，全面解决西部光伏电站储能并网后的限电问题，提高经济效益。基于现代国家并网光伏电站的发展背景，储能技术的发展和应用将越来越广泛，但大容量的结构设计和操作系统特性可能会直接影响网站的用电安全和用电质量。

三、储能技术在光伏并网发电系统中的应用

3.1微电网

微电网系统是一个相对分散、独立的无供配电源的能源电网系统，主要由供电负荷和多个微并网电力系统组成。系统设计采用了大量先进的现代电力管理技术和综合电力能源管控系统技术，将大型汽柴油风力发电机或风力发电、光伏水力发电和储能配套设备同时集成放置在一起，系统接入各用户端。微网系统可以在第二整数级甚至毫秒整数级之间移动，大大提高了不同负载供电的安全性和可靠性。同时，对促进电网线路削峰填谷、电压削峰填谷，降低电网线路供电损耗，稳定普通电网和高压系统，使其能够随时提供不间断的充电电源，满足电网负荷的供电要求，起到重要的保护作用。在未来的光伏供电系统中，微电网电力系统将逐渐成为重要的产业发展战略方向。

3.2在电力调峰中的作用

在光伏并网发电系统中，可以应用及时储能技术，即当光伏电网中的本地电力系统负荷进入低谷时，我们可以及时储存发电系统产生的剩余电能，然后在本地电网负荷进入高峰时，及时将产生并储存的剩余电能提供给本地电网中心，供需要大功率的用户使用。这样，可以根据不同电网的不同实际网络运行负荷情况，有效缓解高峰电网负荷高峰期的供电负荷压力问题，降低高峰电网负荷高峰期大功率小负荷电网的集中供电需求，从而大大提高供电的供电可靠性，保证整个系统正常运行的电力稳定性。

3.3电能质量控制在电网中的应用

在光伏并网发电系统中，尤其是光伏储能技术系统的应用，总能实现相角的调节、有功电流的滤波和有功电压的有效综合控制，并能有效综合利用光伏逆变器的控制措施，总能有效改善光伏专用电源并网供电系统的特性和性能，总能有效提高光伏电源的运行稳定性。主要原因是在光伏并网发电系统中，储能技术在实现掉电保护方面起着重要作用。如果光伏电网用户停电，系统不能及时向光伏电网用户供电，系统将自动采用光伏发电系统，利用储能技术向并网用户供电。而且，在正常的水电电网出现供电故障或者并网电站用户出现其他安全隐患的情况下，光伏并网发电系统也可以自动存储并切断并网电力，但是在发电过程中不可能直接使用自动储能技术自动存储并网电力。当不能发挥电荷转移的主要储能作用时，光伏电站并网电力用户可以利用分时充电市政发电系统作为储能基础。通过高压储能技术的广泛应用，可以在低压电力负荷期间同时储存低压电能质量，在高压电力负荷高峰运行期间释放高压电能质量，保证供电。此外，可以有效避免高峰，运营期内低压电力高峰负荷和高压大功率负荷交替连续运行可能带来的不利因素，减少改变相应电力负荷处置策略可能带来的不利因素，从而有效控制我国电网系统的电能释放质量。

3.4 微网储能系统

微网太阳能储能发电系统由微网太阳能电池控制矩阵、并网储能逆变器、pcs双向稳压转换器、智能功率开关控制开关、蓄电池、发电机和负载组成。该光伏储能矩阵系统还可以在任意光照条件下将剩余的太阳能转化为光伏电能，通过光伏逆变器向光伏负载池组供电，同时通过pcs双向稳压转换器对光伏蓄电池组进行充电；当负载没有任何照明时，光伏电池通过pcs双向稳压转换器向光伏负载池组供电。微电网能够充分有效地整合我国分布式清洁光伏能源的利用潜力，解决光伏发电系统功率不稳定、独立供电系统可靠性低等不利因素，保证微电网安全稳定运行，是大规模电网的有益能量补充。

3.5控制技术

为了确保各种储能发电装置的实际使用寿命、最大输出功率和实际工作效率能够尽可能地提高，往往需要对各种储能发电装置的长期充放电使用情况进行定期、详细的统计分析，并在此基础上，针对各种储能发电装置制定更有针对性的充放电管理策略。例如，在铅酸电池的充电过程中，往往需要使用更长的电池充电转换时间。因此，在给新型铅离子电池充电时，尽可能选择较小的池电流进行充电，防止电池的储能转换能力大大降低，缩短铅酸电池的使用寿命。光伏储能发电的电源作为光伏储能发电的主要设备，是连续充电的备用电源，其自身存在温度不稳定和频率波动，使得其连续充电不稳定。因此，为了有效解决新能源储能充电装置的有效充放电管理问题，需要先进的新能源储能供电装置充电管理控制解决方案系统和技术，以确保在恶劣条件下破坏新能源储能充电装置连续使用寿命的有效充放电管理策略。

结束语

在目前的光伏并网发电系统中，储能技术主要可以发挥调峰自动调谷、微电网自动控制和光伏电能传输质量变化自动控制等重要技术作用，可以实时提供连续断电和节能保护，保证光伏电网正常运行的安全稳定。在不断完善传统光伏储能技术的基础上，提出了储能复合光伏并网发电系统，能够及时高效地解决传统光伏电网中可能仍然存在的大功率负荷波动和光伏并网利用电流的功率谐波波动问题，进一步发挥传统储能技术在光伏并网发电系统建设中的重要作用。

参考文献:

[1]杨润广.储能技术在光伏发电系统中的应用[J].科技创新与应用,2021(10):188-190.

[2]全俊晓.储能技术在光伏并网发电系统中的应用分析[J].电子测试,2020(02):129-130+118.