储能技术在光伏并网发电系统中的应用

胡锡 黄芳

摘要：在目前的光伏并网发电系统中，储能技术主要可以发挥调峰自动调谷、微电网自动控制和光伏电能传输质量变化自动控制等重要技术作用，可以实时提供连续断电和节能保护，保证光伏电网正常运行的安全稳定。在不断完善传统光伏储能技术的基础上，提出了储能复合光伏并网发电系统，能够及时高效地解决传统光伏电网中可能仍然存在的大功率负荷波动和光伏并网利用电流的功率谐波波动问题，进一步发挥传统储能技术在光伏并网发电系统建设中的重要作用。

关键词：储能技术、光伏、并网发电系统、应用

引言：从我国现阶段的情况来看，储能技术虽然在一定程度上得到了发展，现阶段光伏发电系统中所使用的储能技术相较于以往已经有了较大幅度的进步，但是，研究人员还需要进一步开发新的储能装置，使我国光伏并网发电能够真正得到发展，使其应用范围能够真正得到扩大，让太阳能光伏并网发电技术能够真正使我国的更多人民受益，使发电能够真正做到绿色环保，进而有效减少以往火力发电给环境带来的不利影响。

1 光伏并网发电系统对电网影响

1.1 对线路潮流的影响

电网正常运行过程中支路潮流通常情况下呈现出单向流动特征，而且会随着与变电站之间距离的增加导致配电网有功潮流单调逐渐减小。但是，将光伏电源接入到电网系统中后，从而使得整个潮流状况具备了不可预测性。潮流产生改变之后使得电压调整难度更大，而且整个电网系统中的电压调整设备也经常会出现异响状况，与此同时，支路潮流也很可能会在此影响下出现越限、节点电压越限、变压器容量越限等一些状况，在此情况下就会对整个供电系统运行可靠性形成严重影响。

1.2 对系统保护的影响

光伏电站输出功率会随着光照情况的改善而增大，而且短路电流也会随之增大，在此情况下，就很可能会导致过流保护配合出现失误状况，而由于短路电流过大，会对熔断器正常工作形成影响。此外，配电系统在光伏发电系统未接入之前，支路潮流通常情况下呈现出单向现象，而且保护也并不具备方向性，但是当光伏发电系统接入供电网络之后，使得配电网络成为多源电网，网络潮流的具体方向也存在较大的不确定性。鉴于此，必须要在整个系统中增加具备一定方向性的保护装置。

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

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。我国各个地区在不同时间段用电总量存在波峰以及波谷一直是一个普遍存在的问题，且这一问题一直以来都受到了社会各界的关注。尤其是在用电的波峰阶段，由于需要加大发电量来保证电能供给，导致电网的负荷进一步加大，此时一旦电网在运转的过程中出现故障，则会在一定程度上导致供电停止的问题，不仅会影响人民的生产以及生活，同时还会在一定程度上影响人民对于供电单位的信任，降低本单位自身的市场竞争力。由此可见，通过将储能技术应用到电力调峰的过程之中，不仅能够有效减轻供电峰值时期电网所需要承担的负荷，同时也能够使在峰谷时期电网能够正常运转，进而有效弥补波峰以及波谷不同时段因供电量调整而给电力系统带来的冲击，确保光伏发电系统能够维持稳定运转，降低光伏发电系统故障问题的发生概率。

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。以往，电力企业在对电网的电能质量进行控制的过程中，多数情况下采用的都是人工的手段，而在这一过程中，很多细节方面的問题很难被及时发现，这也会在一定程度上导致供电质量受到影响。

2.3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 光伏并网发电储能系统的发展需求

现阶段，储能技术在光伏并网发电系统中的应用方式为，在系统中配置储能装置、蓄电池。储能系统持续将多余电能在蓄电池中进行临时储存，并在电网负荷高峰时段释放所储存电能，以此提高电能实际利用率、减少电能损耗。但是，所使用蓄电池的使用寿命较短、前期投入成本过高、且功率密度较低，无法充分发挥储能技术的应用作用，也对技术推广普及造成了限制影响。

为解决这一问题、满足系统发展需求，企业需要同时应用储能技术、系统分析技术与控制技术，具体包括：第一，储能技术。从技术实际应用角度来看，面临着充放电条件差、发电输出不稳、蓄电池频繁开展充放电小循环等问题，加快了蓄电池老化速度。因此，应加强储能装置研发力度，重点提高装置的充放电速度、延长循环寿命，并推动装置的小型化发展，在满足系统储能要求的同时，降低装置制造成本;第二，系统分析技术。在部分光伏并网发电系统中，受到设计因素影响，存在储能装置性能过剩、或是储能效率不足的问题，没有起到预期作用。因此，企业需要运用系统分析技术，对光伏并网发电系统各项因素进行综合分析，模拟光伏电站与系统在不同情况下的运行状态，明确技术标准;第三，控制技术。在系统中安装控制装置，控制系统保持稳定运行状态。

结束语：太阳能是一种分布广泛、取之不尽、用之不竭的可再生能源。光伏发电作为太阳能利用的一种方式，在过去的几年里迅猛发展。光伏电源不同于传统电源，它的输出功率随光照强度、温度等环境因素的改变而剧烈变化。因此，光伏发电若要取代传统能源实现大规模并网发电，对电网产生的冲击影响不可忽视。随着光伏发电系统在电网中所占比例的不断增大，它对电网带来的影响必须得到有效治理，以保证供电的安全可靠性。

参考文献：

[1]全俊晓.储能技术在光伏并网发电系统中的应用分析[J].电子测试，2020（02）：129-130+118.