新能源光伏发电并网及储能技术

新能源光伏发电并网及储能技术

劳业庆

中国能源建设集团广东火电工程有限公司

摘要：世界经济水平飞速发展的大背景下给生态环境造成的破坏较为严重，如何优化当前生态环境质量是世界各国急需解决的问题。联合国倡议各国应利用清洁的新能源来取代传统的能源，改善环境严重污染等问题。2021年3月15日，习近平总书记主持召开中央财经委员会第九次会议，其中一项重要议题，就是研究实现碳达峰、碳中和的基本思路和主要举措，会议指明了“十四五”期间重点工作。这次会议明确了碳达峰、碳中和工作的定位，为今后十年做好碳达峰工作谋划了清晰的“施工图”。在当前时代发展背景下，光伏发电的技术在不断优化与改进，光伏站并网运行，储能技术加入为整个电力行业的能源结构发展提供多样化的发展。
关键词：新能源；光伏发电；并网；储能技术

前言：通过对当前我国电能的整体生产方式分析了解到，当前我国电能生产方式较为多样，多利用火电、水电等作为生产核心，核电、光伏发电、风电作为发电辅助，由于对环境保护，减排的要求，火电厂已逐步走向发展末期，国家严格控制火力发电厂的建设，并且适当的寻找具有一定清洁能力的新能源替代火电厂的发电工作。在这种大环境下光伏电站成为当前我国较为推崇的一种清洁能源电站，其自身对电站建设的整体地理环境要求较低，通过光照辐射进行发电，能够改善对化石燃料的依赖，优化并网之后的电能运输质量、存储能力，实现光伏发电的理想化效果。

1. 新能源光伏发电并网的特点

光伏发电站并网技术是近年来新兴的电网发展形式之一，也是电力系统中清洁能源发电的代表形式。一般而言，太阳能发电并网由光伏电池和并网装置共同构成，在光能充足的地区实际运行阶段能够转化大量电能，进而达到优化供电组成部分的效果。结合当下太阳能并网技术而言，由于传统发电技术中消耗了大量能源，借助太阳能并网能够降低不必要的成本消耗，减少传统电网中的运行能耗、发展成本，具有极强的市场价值和实施意义。通过文献研究能够看出，太阳能光伏发电在实际工作阶段，尤其是并网工作时主要有以下几个鲜明的特点。首先，太阳能光伏发电并网能够降传统发电行驶中产生的污染物数量，降低发电工程中出现的噪音水平，其环保性尤为明显。其次，太阳能光伏发电的位置基本上集中在建筑物顶端，无需使用过多土地，能够进一步增加城市、农村单位土地的使用面积，提升城市建设的附加值。最后，在实际并网工作过程中，太阳能光伏发电的能量转换相对便捷，能够实现原地发电、原地用电，将使用过程中剩余的电量直接传输到电网中，进而满足人们生产生活的需求^[1]。

2. 光伏发电并网中存在的问题

（一）受自然条件影响较大

光伏电站受太阳光的影响白天与夜晚的差距较大，因此光伏电站并网运行时极容易出现夜晚对电网造成巨大波动的问题，所以就要在光伏与电网并网运行中应寻求平衡点，例如将光伏电站与风电站结合在一起等，二者之间可以弥补彼此间的不足，从而保障电网能够在满足人们需求的同时降低对环境的污染。根据文献研究能够看出，在近期的太阳能光伏发电并网工作过程中，为了后续施工建设的质量优良，在准备阶段便需要全面统筹人力资源、机械设备，针对施工阶段的组件、放线等进行安装，从而在确保基础架构运行稳定的前提下做好后续有关电气安装工程项目的施工准备工作。严格按照既定的图纸完成变电装置安装与使用、逆变装置安装与调试工作，确保并网效果优良。不影响后续输电质量，力求能够为区域内的居民、企业带来稳定的电能供应。如图1为太阳能光伏发电现场。

图1太阳能光伏发电现场

（二）配电系统规划不够明确

在发展过程中如果能够将光伏发电系统接入到配电系统中，那么配电系统能够最大化的将电能进行收集，在收集完成后完成电能的分配工作，但是通过实际考察总结出配电系统极有可能因为光伏发电系统的加入而导致谐波污染问题的出现，因此为了提升光伏发电并网与大电网之间的协调工作性，首先应加强配电系统规划工作，使配电系统规划工作能够满足二者兼容的工作条件，为二者兼容提供较为优化的工作环境，从而保障二者工作能够实现工作效率最大化。

3. 利用关键技术改善发电并网问题

1. 并网逆变器控制技术

并网逆变器控制技术在光伏并网发电系统中拥有其自身独特的地位，同时发挥着其自身独特的作用。其利用中心控制PID控制方式将电流进行全面控制，为电网以及光伏并网发电系统提供统一的电流，同时其自身可还可以利用自身优秀的控制系统加强对并网发电过程的控制，采取直接或间接的控制方法弥补在连接过程中出现的实际缺陷。PID控制技术保证了光伏发电系统的整体动态过程，同时以电流中并网技术作为应用中心，全面实现电流的传输工作，还能够展示出自身的应用优势，保证电压在传输过程中维持在同一数值，从而提升技术的应用效果。

2. 最大功率点跟踪技术

最大功率点跟踪技术的应用前提就是应提前掌握光伏并网发电系统所处的地理环境的特点，掌握所处地点中的温度、湿度以及光照因素等等，然后再实现并网的调节工作。同时并网的调节工作应根据发电系统自身的曲线特征绘制出与其相关的参考图，在参考图中标明曲线变化，全面的达成并网发电项目中的功率点跟踪的目的

^[2]。最大功率点跟踪技术在发电站运行过程中能否发挥其自身的实际作用，取决于光伏并网发电项目的运行效果和运行效率，在实际应用过程中主要通过扰动观察法和电导增量法完成监控，通过多样化的应用方式帮助并电网找出最大功率点，从而完成供电工作。

4. 新能源发电中的储能技术

1. 超级电容器技术

超级电容器技术是当前在新能源发展中较为常用，在实际应用时可以利用自身电解质的功能全面实现储能计划。超级电容器的实质就是一种电化学元件，但是在实际应用过程中并不会和任何储能形式发生化学反应。超级电容器为发电系统所提供的储能形式较为多样，可以反复在充放电进行工作，在实际工作过程中以悬浮电解质中的无反应活性多孔电极板作为技术核心，电极板在完成通电后能够将电解质中的负离子进行全面吸收，负离子在被吸收的过程中会对正离子产生一定的吸引效果，因此两种离子的多样化运动保障了两个存储层结构的建立。科学飞速发展的背景下，超级电容器存储技术能够在新能源发电系统中展现出自身的优势，具有较为广阔的应用前景。

2. 蓄电池储能技术

当前蓄电池技术中包含了铅酸电池、碱性电池和其他类型的蓄电池。磷酸铁锂、三元锂电池在当前电力存储中的应用最为广泛，三元锂电池是指正极材料以镍盐、钴盐、锰盐/铝酸锂 三种元素，负极材料以石墨，电解质以六氟磷酸锂为主的锂盐锂电池，具有能量密度高，安全稳定性好，支持高倍率放电等优异的电化学特性，以及价格适中的成本优势。磷酸铁锂电池磷酸铁锂电池是指用磷酸铁锂作为正极材料的锂离子电池，负极同样是石墨，电解质也是以六氟磷酸锂为主，该电池无论处于什么状态，可随充随用，无须先放完再充电，是目前最安全的锂电池，内部或外部受到伤害，电池不燃烧、不爆炸、安全性最好；因此在新能源发电存储中具有较强的应用优势，能够为太阳能源发电提供储能的支撑，因此被广泛应用。

图2储能集装箱一体机系统

3. 超导磁能储能技术

超导磁能储能技术在应用过程中对于环境的污染较小，能够通过自身的应用优势为供电系统提供最快的反应以及最高的效率，因此这项技术在光能发电系统中被广泛应用。超导磁能储能技术在应用过程中，极少会受到场地的限制或影响，其自身具有较强的储能性能和稳定性，在实际应用中能够凸显出自己的应用优势，虽然此项技术在应用过程中具有较强的自身应用优势，但是在应用时所产生的应用成本也较高，因此也存在着一定的弊端^[3]。在新能源发电系统中全面应用超导磁能储能技术能够帮助系统完成基本的电力储能工作，同时其自身还能够通过自身的多样化应用方式加强对电网峰值情况的调解，在电力系统运行稳定性出现问题时还可以通过自身应急备用电力的储存能力，帮助电力系统恢复平稳运行，这项技术在军事活动或工业用电中被广泛应用。

结论：通过文章探讨可以了解到，新能源光伏发电并网系统以及储能技术在新能源的发展过程中具有较强的应用优势，新能源光伏发电并网系统能够解决火电厂发电的环境污染和二氧化碳排放等环境问题，同时，一系列储能技术的应用能够为电力提供多样化的储存优势，从而提升电力应用的稳定性，促进我国新能源发电系统整体发展。
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] 杨慧. 光伏并网发电系统中储能技术的应用研究[J]. 数码设计（下）,2021,10(6):92-93.

[3] 范维,佘庆军. 光伏发电系统中储能技术的控制方案[J]. 建筑工程技术与设计,2018(15):720.