储能技术在光伏发电系统中的应用

储能技术在光伏发电系统中的应用

刘菲燕

宁夏回族自治区电力设计院有限公司 宁夏 银川 750002

摘要：在时代不断进步的背景下人们对电能的需求日益增加，同时也促使电力事业发展更加迅猛。新能源在使用方面难以维持，需要在储能技术的支持下保证其电力系统的稳定性。储能技术作为新能源发展过程中的重要领域，任何形式的能源都要基于储能技术来实现，才能保障能源得到更好的发展。促进储能技术与系统技术有效配合，保障新能源电力系统保持平稳运行，并优化其整体结构，促进新能源电力系统进一步完善。本文针对储能技术在新能源电力系统中的应用进行分析，提出优化技术的相关建议。

关键词：储能技术；新能源；电力系统

引言

太阳能发电的间歇性、不稳定性的特点对电网系统的稳定性和安全性带来较大的负面影响；储能技术的应用可以快速响应电网系统对新能源系统出力的要求，实现功率动态调节，减少外部条件对新能源发电影响，实现新能源发电可控性从而减少对电网冲击，对提高电力系统灵活性和促进可再生能源消纳具有重要意义。

1储能技术对于新能源电力系统

当前关于新能源的开发领域，对于能源的转化主要集中于太阳能等能源上，利用设备转化能源，保障电力系统的有效运行。与传统的能源相比较来说，新能源进行电力系统电力供应，更受制于自然环境的影响，会因为环境因素，存在一定的间歇性问题。若将新能源发电应用于电网运行中，难以保障电网的稳定性，严重时会对社会用电造成影响。风力发电过程中，当其装机占据整体系统一定比例，过小还可以保障电网运行；当占据比例过大，无法保障电网的稳定性，需要借助储能系统降低其不确定因素带来的影响，为电网提供稳定的电力。因此，加强储能技术的研究，也是推动可再生能源进一步发展的重要条件，也是未来新能源供电发展的必然趋势。

2光伏发电系统应用储能技术

在光伏电站配置储能主要实为了提供新能源消纳、辅助执行一次调频等服务。此外储能电站还可以参与调峰、调频等电力市场交易，获得部分收益。（1）对弃光问题的解决。光伏发电的发电功率波动性较大，特别在一些比较偏远的地区，电网常常会出现无法把光伏发电完全消纳的情况，应用储能技术可以减小或避免弃光。在可再生能源发电场站侧安装储能系统，一旦电网运运行系统处于电力巅峰不足或者输电通道出现异常状况时,一些电力能源的发电条件受到外界客观环境因素影响，实际的发电条件会受到约束，在实际的发电过程中，电源发电场释放的电能质量和运营效果达不到预设的要求。（2）对电能质量的提升。在各种可再生能源进行电力传输的过程中，可再生能源的发电效果会出现不稳定的状态，发电部门的管理人员应采用独特的施工处理技术，对电力系统的内部结构以及具体的发电功率进行全面的检验，在周密分析电力能源分布情况的基础上，制定完善的发电设计方案，进而有效缓解电网调峰压力的不足以及系统容量不足的发电现象，促进电网的可再生能源的发电效果。通过在集中式可再生能源发电场站配置较大容量的储能，基于场站出力预测和储能充放电调度，实现场站与储能联合出力对出力计划的跟踪，平滑出力，满足并网要求，提高可再生能源发电的并网友好性。与此同时，大型储备电站的可再生系统应结合实际的发电情况，管理人员应在充分发挥电能储备的可再生能源放大效应，并不断完善和优化可再生能源在实际发电过程中出现的不足和运行缺陷，并确保电能能源的输出总量达到预设的工作要求，进而提高电力能源的运行质量，满足广大人民群众的日常生活需求，不断提高电力企业的经济效益和社会效益，进而提高电力企业的竞争地位。

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

所谓电力调峰，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储能技术在光伏并网发电系统中的应用

储能装置是光伏并网发电系统中的重要组成部分。通常包括蓄电池、超级电容器。其中，蓄电池成本低廉，但是循环倍率有限制，功率密度较低，因此，无法很好地兼顾蓄电池充放电过程以及电池最大功率跟踪。考虑到光伏电站的实际发电规律，采用蓄电池往往充放电循环次数多造成容量迅速失效，使蓄电池寿命缩减。超级电容器是另一种储能类型。相比蓄电池，超级电容器的循环寿命更长，对充放电次数没有很多限制，功率密度高，可以实现瞬时功率吸纳放出。唯一的不足是不能长时间为负荷提供电能。在当前的光伏并网系统中，通常采用上述两种储能类型，实现优势互补，构建高性能的储能系统，蓄电池作为长期储能装置，超级电容器作为短期储能装置，既可以实现能量长时间储备的目的，而且可以瞬时调节系统的功率，采取合理的能量管理策略。

2.3蓄热储能技术

中高温蓄热储能技术目前多应用在电源侧，其应用场景主要是太阳能热发电技术中的熔融盐或者导热油储能。我国的太阳能热发电项目均配备了 2~16 h 不等的储能系统，可实现 24 h 不间断发电［22-23］ 。预计到2030年，太阳能热发电成本可与燃煤发电相当，熔融盐蓄热量可达到150 GW·h［24］ 。此外，近年来火电机组深度调峰已成为常态，其中往往存在负荷调节能力不佳或供热品质不能满足热用户要求等问题，而中高温储能技术可以显著改善机组的负荷调节或者供热能力。为一种蓄热储能系统与火电机组耦合利用的发电系统，不同于现阶段东北地区已投运的电储能技术，该系统在需要快速降低机组负荷时将主蒸汽通过降温降压后存储入蓄热罐，可有效减少高、中、低压缸蒸汽流量；当需要快速提高机组负荷时，则将蓄热罐中存储的蒸汽通过减温减压后进入再热蒸汽管道，可有效增加中、低压缸蒸汽流量，进而提高机组负荷调节能力。此外，蓄热罐中存储的蒸汽可在机组超低负荷运行时提供供热蒸汽，亦可提高机组供热能力。

结语

为了提高光伏电站并网平稳性和可靠性，采用蓄电池和超级电容器相结合的方式更好地发挥出混合储能系统在能量管理中的协同优势，对于优化蓄电池充放电，延长电池使用寿命创建了积极条件。基于低通滤波原理对混合储能系统设计协调控制策略，便于更好地保护储能设备，实现平稳充放电目标。

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.

[2]杜芳.储能技术在新能源电力系统中的应用分析[J].中国高新科技,2020(20):17-18.