储能技术在光伏发电系统中的应用

张 铮 刘 聪

1.内蒙古能源发电投资集团有限公司包头发电分公司 内蒙古 呼和浩特 014030 2.内蒙古华蒙电力勘察设计有限公司 内蒙古 呼和浩特 010020

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。若光伏发电系统在工作的过程中没有正常接入配电网,支路潮流在实际运转的过程中则多数情况下是属于单向性输出,且这种单向性输出缺乏必要的保护措施。而在光伏发电系统运转的过程中,当配电网接入之后,配电网络自身的性质也会相应地发生变化,转成多元配电网络,但是在这一过程中,网络潮流的流向则会体现出较强的随机性特点,控制难度进一步增加,为了保证系统整体的运转安全,则需要在系统中常规进行方向性保护装置的安装。

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。

2 储能技术在光伏发电系统中的应用

2.1 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。

2.2 复合型储能光伏并网技术的应用 传统的光伏并网发电系统所需要应用的储能技术十分简单,而且其功率运行并不十分稳定,所以在此基础上,通过技术升级并使用复合技术,就能保证复合储能型光伏并网系统的应用可以真正实现提高当前并网系统的应用效率。在我国的电力系统当中,这种复合型技术的应用十分广泛,其中很多企业在建设复合储能型光伏电网的应用时,可以使用超级电容器加蓄电池的组合方式,这样通过蓄能就能保证在系统运动时,可以有效降低整体网流的谐波含量,这也可以保障电网功率输出的稳定性获得有效提升。

3 建议

随着大规模的新能源并网,调峰、调频的需求增加,配置储能系统已成为主要的调节手段。我国西北地区充足的光照资源为发展光伏产业提供了良好的基础,为保证光伏产业平稳、有序的发展,现提出以下几条建议:

3.1 因地制宜地建设光伏电站 对于新疆维吾尔自治区、西藏自治区等边远地区,可采用规模较小的集中式光伏电站和户用光伏发电系统解决日常生活用电问题。在大中型城市可以发展光伏建筑一体化、光伏发电照明等光伏发电应用方式,提倡在高档住宅区、旅游景区应用光伏发电照明,实现用电的自给自足。

3.2 光储系统的投资主体、盈利模式、成本等都需要根据相关政策进行明确,以保证政策执行的确定性、连续性,为今后“新能源+储能”技术的进一步推广打下坚实的基础。

3.3 光储电站的典型设计、选址、选点布局、容量配置,以及电站的后期维护、电池状态等影响光储电站寿命周期的因素都需要开发专业软件进行计算与规划,以便充分挖掘储能系统的潜力。

3.4 开展光储电站试点,在甘肃省、宁夏回族自治区、内蒙古自治区等太阳能资源丰富的地区建设大型光伏并网储能电站和光伏离网储能电站,利用储能系统实现电站的削峰填谷、调峰、调频、平抑光伏发电波动性等功能,可为后期光伏发电大规模并网提供实践基础。

4 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。