储能技术在光伏发电系统中的应用

王林

[摘    要]在我国社会经济和人均收入不断发展的推动下，光伏发电作为我国绿色能源中的重要内容得到相对广泛的应用。光伏发电系统在单独工作时有时会出现局部断电、供电不足的现象，储能技术的应用就起到了不容小觑的作用。文章阐述了在光伏发电系统中应用储能技术的积极作用，分析了光伏发电系统对电网所带来的不同影响，并对储能技术在光伏发电系统中的应用进行具体分析，旨在促进我国环境友好型社会的建设。

[关键词]储能技术;光伏发电系统;具体应用

[中图分类号]TM615 [文献标志码]A [文章编号]2095–6487（2021）03–00–02

[Abstract]Driven by the continuous development of China's social economy and per capita income， photovoltaic power generation as an important part of China's green energy has been relatively widely used. When photovoltaic power generation system works alone， sometimes there will be local power failure and insufficient power supply. The application of energy storage technology plays an important role. This paper expounds the positive role of energy storage technology in photovoltaic power generation system， analyzes the different impacts of photovoltaic power generation system on power grid， and analyzes the different applications of energy storage technology in photovoltaic power generation system， aiming to accelerate the pace of building an environment-friendly society in China.

[Keywords]energy storage technology; photovoltaic power generation system; specific application

我国工业发展一直处于相对比较领先的地位，在不可再生能源逐渐枯竭的影响下，光伏发电等可再生能源逐渐得到重视和发展，但是在具体的应用中通常因为电能高峰期的存在导致光伏发电系统中出现电能质量问题。通过将储能技术应用在光伏发电系统中，可以有效提升光伏发电系统的发电效率和发电质量，在保证人们正常用电的基础上实现更多的经济利益和社会价。

1 在光伏发电系统中应用储能技术的积极作用

1.1 有利于提升光伏发电系统的稳定程度

在光伏发电系统中应用储能技术，能够对电力使用高峰期的状况进行优化和调整。储能技术能够调整电力峰值的功率，储存光伏发电系统产生电力，当出现电力应用高峰期时，能够根据具体状况来释放所储存的电力，从而缓解功率的负载程度。由此可见，将储能技术应用在光伏发电系统中，可以有效提升光伏发电系统的稳定程度，避免因为电力提供不足而带来的经济损失。

1.2 有利于提升光伏发电系统的发电效率

由于在我国的西部地区有大量光能资源未能被充分利用，导致光伏发电系统的效率相对来说并不理想，这就需要将储能技术应用在光伏发电系统中，以提升对光能资源的利用效率。西部地区放弃利用光伏发电的问题在极大程度上降低了光能的利用率，储能技术能够在光伏发电系统发电能力不足时将储存的能量输送到光伏发电系统中，从而有利于提升光伏发电系统的发电效率，增加光伏发电系统所带来的效益。

1.3 有利于提升光伏发电系统的安全程度

微电网作为光伏发电系统中的重要内容，储能技术的应用可以有效提升光伏发电系统的安全程度。微电网运行的速度很快，因此在供电负载程度较高时也比较可靠，并且能够发挥稳定光伏发电系统电压、减少光伏发电系统线路损耗等积极作用，储能技术的应用能够满足光伏发电系统中的电能负载要求。在光伏发电微电网系统中应用储能技术，能够在光伏发电系统与微电网进行分离时继续独立提供电能，所以具备较高的安全功能。

2 光伏发电系统对电网所带来的不同影响

2.1 系统保护

在光伏发电系统遇到比较强烈的光照时，电站所输出的实际功率就会有所增加，这就导致短路的电流也会随之有所增加，从而致使过流保护并不能较好地进行配合，影响熔断器在电网中的正常运行，增加电网系统出现不良现象的可能性。如果配电网并没有接入光伏发电系统的正常工作中，支路潮流主要以缺乏措施进行保护的单向性输出为主;如果配电网接入光伏发电系统的正常工作中，配电网络就会出现一定的变化，朝着多源网络的方向发展，但是网络潮流就会以随机的方式朝着不同的流向工作。因此，要想保证光伏发电系统和电网系统的安全，就要在系统工作中对其进行方向性保护。

2.2 线路潮流

电網系统中支路在正常运行时的潮流状态主要的单方向进行流动的。光伏发电系统在正常工作中能够对电压支撑进行提供，但是光伏发电系统本质上属于具有分散形式的一种发电系统，当电网系统接入电源就会由单向潮流转变为双向潮流，并且在电网系统中新添了短路电流。电压在调整的过程中难度较大，在配电功率波动幅度增加的影响下，支路潮流就会出现不同状况，其中主要包括变压器的容量出现越限现象、节点电压出现越限现象以及三相出现不平衡现象，这就会导致电网系统中的机械设备受到不同程度的影响，不能够对电压进行及时调整，并且不利于电网系统的供电功能和供电效率。线路潮流在工作中所具备的随机性质，会缩短机组在电网系统中工作的使用时间，同时会增加电网系统工作中产生的损失和消耗。

2.3 运行调度

光伏发电系统电源所具备的可调度性很容易受到天气的影响，对于天气变化频繁或者地理位置较高的城市和地区来说，云层对光伏发电系统电源所具备的可调度性产生的影响相对来说比较明显。如果光伏发电系统电源在电网系统中所占比過高时，就要通过采取有效手段对电力调度进行合理控制，以提高电网系统正常运行中的安全程度和可靠程度。由于常规电源的价格与光伏发电系统中产生电源的价格具有明显的差异性，所以在对电网运行调度时要将电网系统的经济性考虑其中，确保电网系统所带来的经济利益不受影响。需要注意的是，对于电网系统进行的运行调度需要在保证安全的前提下进行，避免因为安全问题为电网运行带来不必要的经济损失。

2.4 电能质量

阴雨天气中的云层会极大影响光伏发电系统正常的发电工作，云层对阳光的遮挡会直接影响光伏发电系统中产生电源的功率，在较短的时间内功率明显上升或者是明显下降。对于大型光伏发电系统来说，云层的遮挡会导致电压出现闪变的现象，同时还伴随着较大的频率波动。光伏发电系统所产生的电源属于直流电，如果利用逆变装置法使光伏发电系统所产生的电源进入电网系统中，就会有较大的可能性出现谐波现象，从而不利于电网系统在工作中的正常运行。由此可见，光伏发电系统所产生的电源能够对电网系统中的电能质量带来不同程度的影响，同时也影响着电能系统的工作质量和工作效率。

3 在光伏发电系统中应用储能技术的具体分析

3.1 储能技术在负荷响应中的应用分析

为了使电网系统在工作中更加稳定，出现故障问题的可能性更小，就要调整和控制部分功率较高的负荷，以此来保证电网系统在工作中实现真正的安全和稳定，避免受到高峰阶段中的负荷影响。将储能技术应用在光伏发电系统的负荷响应中，可以有效提升用户利用电能时的稳定程度。需要注意的是，在控制光伏发电系统和电网系统之间的负荷响应时，要保证最少存在一根通信线可以正常运行，从而避免功率较高的机械设备影响光伏发电系统的工作。通过利用不同电网系统之间的交替应用，可极大降低光伏发电系统出现工作故障的可能性，对功率较高的负荷及时进行调整，在应用储能技术的基础上实现电网系统的正常运行，促进电能质量提升。

3.2 储能技术在电力调峰中的应用分析

对于光伏发电系统中的内部装置来说，具有比较灵活的储存功能，在光伏发电系统电能负荷程度相对较低时，能够储存光伏发电系统中的电能，在负荷相对较高时，能够释放光伏发电系统中储存的电能。这种灵活的电能存储方式，能够极大提升光伏发电系统的供电可靠性，并且能够稳定电网系统在日常工作中的基本状态。因为我国普遍存在不同时间时用电数量不同的现象，在用电高峰期时需要大量的电能资源作为支撑，就会增加电网系统的负荷，同时还会增加光伏发电系统出现运行故障的可能性，严重者会影响人们正常的用电问题和生产生活。所以将储能技术应用在电力调峰中，能够有效降低供电不足所带来的问题和损失。

3.3 储能技术在复合储能型光伏电网的应用分析

在以往的光伏发电系统中应用储能技术的流程和方式相对来说没有太大的困难，也就导致功率的运行不够安全和稳定。在以往应用的基础上对储能技术进行升级，将储能技术应用在复合型储能光伏电网中，在极大程度上提升了光伏发电系统的供电效率和供电质量。复合型储能技术在当前社会中多个领域中都有所涉及，在光伏发电系统中应用复合型储能技术就能够直接降低网络潮流中所存在的谐波含量，也就更加确保电网系统中功率在输出时的稳定程度。储能技术在复合储能型光伏电网的应用还可以降低外在因素对光伏发电系统所带来的不同程度干扰，通过更加贴合光伏发电系统实际发电状况的应用，能够有效保障我国的电网建设工作。

3.4 储能技术在负荷转移中的应用分析

将储能技术应用在负荷转移中的基本原理与在电力调峰中的应用有明显的相似点，但是在负荷转移中应用相对来说更加灵活。在电能利用的低峰期，光伏发电系统会产生多余的电能，储能技术的应用就可以将多余的电能储存起来，在电能利用的高峰期根据实际状况进行释放，以稳定光伏发电系统的发电状况。将储能技术应用在光伏发电系统中，能够减少在负荷转移中产生的波峰，并且能够调整不同电能对电网系统带来的影响，从而降低高峰期对电能的需求。另外，储能技术的应用能够促使负荷转移在工作中充分发挥其存在的价值和意义，延长光伏发电系统在工作中的发电时间，提高光伏发电系统的发电质量，有利于提升光伏发电系统获取更高的运行利益。

3.5 储能技术在电能质量控制中的应用分析

电能的质量是影响光伏发电系统工作质量的重要因素，所以要将储能技术合理应用其中来控制电能的质量，使电能在生活实际应用中保持稳定的状态。储能技术的应用能够对光伏发电系统中的电能资源进行调整，起到稳定电能资源电压的积极作用，将电能资源的电压控制在满足人们需求的范围中，从而保证整个光伏发电系统的电能质量符合利用标准。以往在控制电能质量时通常采用人工的方式，难以及时发现电能质量控制中的细节问题，储能技术的应用可以很好地解决此类问题，能够及时发现光伏发电系统工作中的问题，避免出现局部断电、供电能力不足的现象，在满足人们用电标准的基础上稳定光伏发电系统的电能资源，控制光伏发电系统电能资源的质量。

4 结束语

在我国生活条件和质量提升的影响下，光伏发电系统工作的中电能质量标准也逐渐严格，储能技术的合理应用能够极大稳定光伏发电系统的发电状态，合理控制光伏发电系统的电能质量。主要针对在光伏发电系统中应用储能技术进行研究和分析，有利于推动我国光伏发电的建设和发展。

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