太阳能光伏发电储能控制分析

太阳能光伏发电储能控制分析

杨欢

中盛弘宇建设科技有限公司唐山分公司 河北唐山 064000

摘要：当前，随着我国经济以及生产力的快速提升，能源短缺以及环境污染较为严重，由此不断加强对太阳能光伏发电进行研究。本文针对光伏发电储能进行分析，简要阐述了太阳能光伏发电的基本原理。然后围绕着双向变换器以及铅酸蓄电池两个方面，着重探讨了光伏发电储能控制的主要措施，以供相关人员参考。

关键词：太阳能；光伏发电；储能控制

引言：现阶段，我国逐渐提倡环保政策，要求各行业对能源进行节约应用，从而太阳能光伏发电作为清洁能源出现在人们的视野中，其在能源发展中具有重要地位，我国相关部门对其重视程度也相对较高。光伏发电的容量不断上升，储能效率高，通过运用储能控制技术，可有效完善光伏发电系统，达到良好的发电效果。

1太阳能光伏发电的基本原理

太阳能光伏发电主要是将光能转换为电能的过程，通过利用控制器对变换器以及蓄电池进行控制，从而能够满足负载的需求，光伏发电的系统形式相对较多，通常包括独立发电、并网发电以及混合型发电等多种形式。其中，在独立发电中，具有良好的储能装置，可有效将收集的光能进行转化，其转化效率相对较高，并能够将发出的电能进行全部储存，实现光伏发电的基本目标，该方式也是常见的系统形式。同时，在并网发电中其特点为无储能装置，但是该系统形式能够直接将电能反馈到电网中。在该系统中包含逆变器以及并网系统，可有效将直流电进行快速输出，从而能够符合电能供应的标准。在混合型系统中，其包含独立发电以及并网发电的优势，具有良好的发电效果。通常情况下，太阳能光伏发电系统由控制器、变换器、蓄电池三部分组成，其整体结构对光伏发电起到较大的支持作用，也是储能控制的主要部分。在太阳能光伏发电系统中，对储能设备的需求相对较大，利用该设备可有效增加系统功能，并使其适应各类条件，提高光伏发电的效率。在储能控制过程中，通常变换器以及蓄电池可起到较大的控制作用，DC/DC变换器的电路相对较多，包含不同电路，并各自具有相应的特点。在太阳能光伏发电中具有广泛地使用效果，能够有效确保相关设备的正常运行，提高发电设备的稳定性以及可靠性。同时，在控制器中，其功能也相对较多，能够有效收集多种线路信号，并存储大量的电能，对其进行有效控制，防止出现电流释放过多的现象，影响发电系统的正常运行。通过对控制器的利用，可有效对光伏发电系统进行充分保护，避免系统受到较大的损坏^[1]。另外，在储能系统中，蓄电池具有重要作用，其使用年限相对较差，放电效率相对加较大，成本也相对较低。由此相关人员不断对蓄电池进行充分研究，对储能控制进行有效了解，从而实现光伏发电的具体目标。

2光伏发电储能控制的主要措施

2.1双向变换器

2.1.1原理结构

在太阳能光伏发电系统的研究过程中，变换器是主要研究对象，其包含单向DC/DC变换器以及双向DC/DC变换器。其中，单向变换器的限制相对较多，无法确保能量的正常流动。并且，流动方向较为单一，具有较大的局限性，致使能量难以快速流动，难以实现储能的要求，导致光伏发电系统不能正常运行。然而，双向变换器则可有效满足储能的需求，并解决单向变换器存在的问题，打破相应的限制。在双向DC/DC变换器中，可在两个不同方向进行能量传输。在该变换器的应用下，可有效促使电流极性发生相应的变化，电压极性则保持不变。在该特点下充分实现双向传输，保证能量的快速输送，满足发电系统的相关标准。在变换器的正向状态下，能量通常向一侧传输。在反向工作模式中，电流发生相应的变化，促使设备两端电流也出现相应的改变，进而使传输方向也产生不同影响。

2.1.2开关技术

在光伏发电的储能控制过程中，双向变换器起到重要作用，通过对功率以及限定功率的追踪，可有效对储能装置进行全面分析，了解储能控制的具体情况。通常情况下，在双向变换器的运行过程中，功率器件在开关工作时，经常会出现较多的问题，其稳定性相对较大，并极易出现相应的损耗，对电路较为敏感等。因此，为了增强开关的功率，相关人员针对双向DC/DC变换器进行详细研究，开关技术在变换器中可有效实现零电流开关以及零电压开关。当开关电源出现中断时，则流经的电流或电压通常为零，由此能够充分降低变化器的损耗，以达到预期的理想状态。并在开关变换过程中，恒频控制方式的使用率相对较高，通常运用该方法对变化进行合理控制。

2.2铅酸蓄电池

2.2.1工作原理

铅酸蓄电池在太阳能光伏发电中较为常见，应用较为广泛，在光伏系统中，通过对蓄电池的应用，可有效提高系统运行的稳定性，增加系统性能，并不断加强对储能控制技术进行详细研究。当前，铅酸蓄电池的利用率相对较高，在其工作过程中，主要是在蓄电池充电时，逐渐使电能转化成化学能，并在放电过程中，再转化为电能。在铅酸蓄电池中，其包含铝合金导电骨架以及PbO

₂粒子，其中，活性物质粒子的强氧化性相对较强，并具有较高的吸附能力。通过对该粒子的应用，可有效在蓄电池充电过程中，正负极产生相应的化学变化，由此相关人员能够利用太阳光伏发出的电能进行充分储存。

2.2.2控制技术

蓄电池的使用寿命与光伏发电系统性能有着较大的关联，在光伏发电系统中蓄电池具有重要地位。因此，相关人员应当对蓄电池加以管理，逐渐完善管理内容，可有效对其实行储能控制^[2]。在蓄电池发电过程中，通常会受到光照以及温度的影响，在电量输出过程中有着较大的变化，为了强化蓄电池的储能效果，工作人员需逐渐延长蓄电池的使用寿命。通常情况下，蓄电池适宜在25摄氏度的环境下工作。由此，相关人员需对蓄电池充放电进行全面控制，确保其在冬季温度较低时，放电量大约在25%左右，夏季时可放出的电量大约在50%左右。同时，在铅酸蓄电池的储能过程中，通常采用恒流、恒压等相关方法，可有效达到良好的储能效果，并对蓄电池的性能起到保护作用，提高整体的控制水平。

2.2.3容量设计

在光伏发电系统中，通常将光伏板与蓄电池进行充分连接，并利用二极管对其加以保护，将二极管与蓄电池进行串联，能够有效在光伏发电过程中起到良好的防护作用，避免对蓄电池产生相应的损伤。光伏电池在升压之后对蓄电池进行充电。为此，工作人员需对光伏列阵的匹配值进行有效计算，确保光伏发电系统的顺利运行，提高整体的发电效果。同时，为了保证能量需求，还需采用大功率设备，一般情况下，经常选用200Ah的蓄电池，可有效达到发电储能的标准。并将12V/200Ah的蓄电池进行充分串联，并当其充电达到90%时，可放电约5%左右，从而提高铅酸蓄电池的安全性以及可靠性，确保光伏发电系统的稳定运行，逐渐扩大其使用范围，充分发挥蓄电池的特点以及优势，提高光伏发电储能控制水平。

结束语：总而言之，在能源发展过程中，太阳光伏发电系统的储能控制逐渐成为必然趋势，要求相关人员对双向变换器以及铅酸蓄电池进行合理分析，充分认清各项装置的主要性能，从而实现储能控制目的，推动清洁能源的良好发展。

参考文献：

[1]田继森,辛恩承,孙功,等.快捷货车太阳能轴驱冗余互补发电储能系统的研究[J].铁道机车车辆,2020,40(3):6.

[2]刘雪平,杨岩冰,高钱,等.基于储能技术在光伏并网发电系统中的应用分析[J].商品与质量,2019,000(027):63.