储能技术在光伏发电系统中的应用

储能技术在光伏发电系统中的应用

刘均喜

中国电建集团河北省电力勘测设计研究院有限公司 , 河北省石家庄市 ,050031

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。

关键词：储能技术；光伏发电；应用

1 光伏发电系统对电网运行带来的影响

1.1 运行调度

光伏电源自身具有一定的可调度性，但是这种可调度性会在一定程度上受到外界天气因素的影响，尤其是在一些天气变化相对较快的城市或是海拔相对较高的地区，天空中的云层对于光伏电源可调度性的影响更加明显。在电网运行商的调度系统中，如果光伏电源的整体占比相对较高，且高于临界比例，在进行电力调度的过程中就需要采取一系列的保障措施，确保电网运行过程中的可靠性以及安全性能够切实得到保障。除此之外，常规电价与光伏电价之间还普遍存在一定的差异，因此，在对电网进行调度的过程中也需要充分考虑经济性的相关问题，但是上述的所有操作都需要最大限度地避免给电网系统运行过程中的安全带来不利影响。

1.2 系统保护

光伏发电系统在实际运转的过程中，如果遇到光照相对强烈的情况，那么电站在实际进行输出的过程中功率也会相应增加，进而引发一系列的连锁反应，最直接的表现就是短路电流的增加，进而增加过流保护在配合过程中的难度，加大失误问题的发生概率。除此之外，电站输出功率的变化也会在一定程度上影响熔断器的常规工作，进而给电网系统的整体运转带来十分不利的影响。

1.3 电能质量

光伏发电系统在日常开展发电工作的过程中，经常会受到外界环境因素的影响，尤其是在阴雨天，空中巨大的云层，在一定程度上会遮挡住阳光，就会导致光伏电源的功率在短时间内大幅度上升或是下降，尤其是对大型的光伏系统影响更为普遍，系统内的电压在短时间内就有可能出现闪变，进而出现较大的频率波动，除此之外，也有部分类型的光伏发电系统是进行直流电发电的，在进行电网接入的过程中，如果采用的是逆变装置法，那么，谐波的出现概率也会大幅度增加，进而使电网系统的正常运转受到影响。

1.4 线路潮流

电网支路在实际运转的过程中，若其自身处在正常运行的状态之下，通过对其潮流状态进行分析则能够发现，此时的电流支路潮流状态往往是处于单向流动状态之下的。光伏系统在实际运转的过程中的主要作用就在于进行电压支撑的提供，但是从光伏系统的本质角度来进行分析，可以将其看作是一种分散式的发电系统，在电网系统被接入电源之后，其线路的潮流也会相应地发生变化，由之前的单向流动转化为双向潮流流动，并在以往的基础上加入了短路电流。

2 储能技术在光伏发电系统中的应用

2.1 在电力调峰的应用

所谓电力调峰，主要操作的目的就在于使峰电时段电网负荷较大的时候，居民以及工厂的用电需求能够最大限度地得到满足，但是，要能够在一定程度上对于用电进行调控，使电网负荷的压力能够得到有效降低。从电网内部储存装置自身的特点来讲，其本质上具有一定程度的灵活性，在电网功率负荷相对较低的阶段，能够将光伏发电系统在实际工作过程中产生的电能进行存储，存储的电能主要是在负荷高峰时段进行释放，这样的操作方式能够使电网在实际进行供电过程中的可靠性得到较大幅度的提升，使电网系统的常规运行能够真正保证稳定，有效避免因电网负荷功率较大而导致的电网运转故障问题出现，保证供电稳定的基础上，使区域的用电需求能够真正得以有效满足。

2.2 在电网电能质量控制的应用

在光伏并网发电系统的实际运转过程中，要想使电网电能的质量能够得到有效控制，储能技术的合理应用必不可少，通过在光伏并网发电系统中合理应用储能技术，使光伏电源在实际供电的过程中性能能够得到最大限度的稳定。在这一过程中，工作人员通常情况下会采取一系列的措施对光伏并网进行逆变控制，光伏并网发电系统在实际工作的过程中，其所产生的电能质量也能够得到有效控制，而在这一过程中，最主要发挥作用的就是我们所说的储能控制系统，通过充分发挥储能系统自身的作用，不仅能够对有源滤波进行调整，同时还能起到稳定电压的作用，使相角能够始终处在合理的范围之内，并在相角出现偏差的时候，及时进行调整，保证电网的发电质量。

2.3 在负荷转移中的应用

在实际将储能技术应用在光伏发电系统的过程中，负荷转移技术与前文中提到的电力调峰技术在运转原理方面有一定的相似之处，但是相比于电力调峰技术来说，负荷转移技术具有更高的灵活性。在负荷的低谷阶段，光伏发电系统在实际进行发电的过程中如果产生了多余的电能，为了有效减少能源的浪费，则能够根据实际情况对多余的电能进行储存。而在负荷的高峰阶段，由于用电需求的增加，光伏发电系统在发电的过程中所释放出的电能则很难满足实际需要，此时，储能系统就可以将自身在之前储存的多余的电能释放出来，使电网在供电的过程中能够最大限度地保证稳定。通过将储能系统与光伏并网发电系统联合使用，两者在相互配合的过程中，则能够有效减少光伏并网发电系统在高功率负荷运转的过程中根据波峰以及波谷用电量的不同而调整发电量给系统带来的冲击，使高峰阶段市电的需求能够得到有效减少，在保证用户用电的基础之上，减少用户的用电支出，不仅保障了供电系统自身的经济效益，同时也在一定程度上保障了用户的用电需求。

从另外的一个角度来讲，通过在光伏发电系统中合理应用储能技术，使负荷转移技术最大限度的发挥作用，能够有效减少光伏发电系统因外部冲击而导致寿命缩短的情况，最大限度的延长光伏发电系统整体的质量，通过负荷转移，使光伏发电系统的运转规律能够最大限度地维持稳定，保障其运转效益的基础之上，提升其运转的稳定性。

2.4 在负荷响应时的应用

电网在实际运转的过程中，为了最大限度地保证运转的稳定性，减少故障问题的发生概率，往往会针对一些高功率的负荷进行自动控制并调整，在负荷的高峰阶段，不同部分的电网往往会交替运作，进而确保负荷高峰阶段电网的运转能够真正保证安全以及正常。而通过在电力用户中应用光伏储能系统，则能够最大限度地保证针对用户的供电稳定，但是在这一过程中，相关人员需要重点关注的一个问题就是光伏储能电站以及电网之间在与负荷响应控制系统进行连接的过程中，至少有一条通信线路能够正常工作，这样的操作方式能够最大限度地避免一些高功率设备给光伏发电系统正常运转带来的不利影响，真正实现负荷的高质量响应。

3结束语

综上所述，从光伏并网发电系统自身的特点来进行分析，储能技术的应用不仅能够有效提升电网在实际工作过程中的稳定性和安全性，同时还能有效发挥电网自身在运转过程中的经济效益，使用户常规的用电需求能够切实得到保证，进而有效解决以往电网在运转过程中容易受到光伏并网影响的情况，使我国社会可持续发展的战略能够切实得到落实。

参考文献

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