太阳能光伏发电储能控制研究

太阳能光伏发电储能控制研究

袁青

安徽继远软件有限公司 230065

摘要：由于社会的不断进步，世界各国高度关注人类对于新能源的需求问题。如何有效开发、储存和利用能源，一直是人们要急需解决的难题。随着我国在能源消费和节能减排方面发展，为智能电网迅速发展注入了强大的驱动力。随着智能电网的发展，微电网作为其中一个重要成果也得到了越来越多的关注，在考虑分时电价的情景下，调节微电网系统的光储充放电直接影响到运维经济成本和电力系统的稳定性。因此该课题具有重要的研究意义。

关键词：太阳能；光伏发电；储能控制

引言

随着能源技术的不断发展，可再生能源技术的使用越发重要。以太阳能为代表的可再生能源对环境友好，适合大力推广。光伏发电对直流母线电压的影响主要体现在两个方面，一是受环境因素制约发电功率输出不稳定，二是负载多变，这会导致直流母线电压不稳定，降低了供电可靠性。这时，储能的重要性就体现出来，储能可以用来平抑光伏的输出，吸收光伏发电产生的多余功率，同时在光伏发电无法供电时继续供电。

1发展光伏储能的重要意义

《碳中和战略目标》预计，到2060年，中国将实现碳中和，可再生能源将占一次能源消费的70%以上。风力发电和光伏发电具有无风极热、无光峰值延迟和组装机大、电量小等特点。随着碳中和峰值的推进，电力系统中高比例、间歇和波动的风力和光伏发电所占比例不断增加，同时满足了电力系统的电力需求，也带来了更大的峰值调节压力。2020年，当时的国家电网总工程师陈国平在其题为"现代电力系统发展的问题、挑战和方向"的主要报告中指出，必须重建电力系统的发展，必须作出重大努力，以新的方式发展太阳能在2019年，清华大学能源互联网研究所发表了一篇题为《大规模可再生能源系统中PV发电的价值发现》的文章报告指出，灵活和可控制的特性使得光热能发电和电网连接具有操作灵活性，从而使热电联产与风能、太阳能和其他能源相结合，并提高了海水淡化的程度很大比例的可再生能源与电网相连，太阳能热能发电效率很高，预计将成为某些地区电力调节的主要选择之一。

2现阶段光伏发电储能控制存在的问题

2.1光伏发电材料经济成本大

首先是成本的问题，现在其实光伏的成本还是很高，然后是使用寿命的问题，现在光伏其实使用寿命为25年，解决掉这两个问题其实光伏基本上是能够存活下来，说说光伏未来发展的方向吧，我觉得核心点应该是新材料和新工艺，如果有一天有一种光伏的新材料，能够代替外墙砖，屋面瓦或者上人型屋面刚性层，美观性不差，然后本身使用寿命能够延长到50年，甚至更久，成为建筑本身的一部分，既减少建筑本身的成本，又能缓解国家的能源危机，或者说能够解决现在光伏公路耐久性的问题，对现在来说都是技术性突破，光伏发电发展的前景根本性的问题，就是运用新的建筑材料来减少能源存储介质制作材料的成本。

2.2超导储能

超导储能系统由线圈、功率调节系统和置于低温贮器中的超导材料组成。能量储存在磁场中，作为超导线圈中的连续电流。由于这种能量存储方式直接将电能存储在磁场中而不转换成能量形式，因此电能密度高，能量负荷和放电速度快，反应速度快，转换效率高。但是，由于材料成本高、维修复杂以及需要保持低温环境，现阶段电力系统中的应用较少。

2.3大量的存储电池带来的环境污染不可逆转

电池对环境污染很严重，一节电池可以污染数十立方米的水。有的甚至说废电池随生活垃圾处理可以引起诸如日本水俣病之类的危害，一节5号废电池就可以使一平方米土地荒废。太阳能光伏发电能源存储需要用到大量的存储介质，而目前用的最多的存储介质就是锂电池，锂电池在存储能源时当然非常方便，也能减少一定的能源流失率，但是不可忽视问题就是锂电池带来的环境污染问题，通过相关科学研究发现，锂电池的使用寿命并不高，而电池一旦被使用消耗完，就不能再对其进行利用了，而且现阶段很多的发电企业对于电池的回收工作是做的很不到位的，这就造成了大量的化学电池流失到了环境当中，这将给自然环境带来不可逆转的破坏。

3太阳能光伏发电储能控制策略探究

3.1并网发电的有效调试

并网发电调试中，第一步，根据调试流程，对各种电气设备进行初始状态调整。第二步，全方面分析并网发电相关资料，对光伏发电系统以及配电柜等一系列设计资料深刻掌握，为并网发电调试做好准备工作。第三步，优化光伏并网发电技术，通过连接源荷的调整，完善并网发电基础系统，定期对各类设备等进行检修，确保并网发电系统输出的电流，经过逆变器的整合与电网发电保持一致。

3.2创设智能化控制管理系统

世界光伏产业增长迅速，产业规模不断扩大，产业成本持续下降。尤其我国地域开阔日照充足发展潜力巨大，并在政策与技术的支撑下，光伏产业已经发展成为我国为数不多进入国际领先领域的产业。在国家不断提倡加快工业互联网发展的背景下以及大部分光伏站结构庞大分布偏僻的现状，光伏发电储能控制急需一套完整、高效、合理的光伏电站信息化管理平台进行智能化管理，向着数据可视化的发展方向。通过智能型可视化展示，清晰的看见光伏发电的整体样貌。白昼时利用太阳能电池板通过光电转换原理使太阳能通过半导体转换为电能。使用者可以通过电脑控制路灯，做到及时调整，合理安排。智能控制器协调整体系统的工作，保证了安全运行。且同等亮度下耗电仅为白炽灯的十分之一，真正达到绿色节能的效果。而提到供暖可能想到传统的热力供暖或者是热电供暖。但是这两种方式都伴随着一定的环境污染。而太阳能集热器收集太阳辐射并转化成热能，以液体作为传热介质，以水作为储热介质，进行供暖的方式更加绿色环保，在智能可视化的加持下，计算更为准确,使用方便,它的可视化界面,能够有效的实现人机对话。并且可根据需求调控水流量来满足不同需求，优化了资源配置。

3.3提升供电可靠性

储能系统可以发挥削峰填谷作用。在负荷高峰期，储能系统可以将自身储存的能量转化为电能，并注入到电网中。在负荷低谷期，储能系统可以将电网中多余的电能吸收并转化为储能装置对应的能源形式储存起来，通过削峰填谷来平衡电网的功率水平。同时，储能系统可以发挥备用电源功能。在一些微电网系统中，当微电网在孤岛运行模式时，储能系统可以为孤岛状态下的微电网提供所需电能。

结束语

为了解决日益严重的能源危机和环境问题，大力发展清洁能源的发电技术势在必行。近年来光伏发电技术日新月异，光伏发电的应用也越来越多。在这种背景下，针对光伏发电不稳定的缺点，研究了光储一体化的技术优化以及应用思路，主要为：光储一体化技术、控制策略、应用控制设计以及与电化学储能系统的协调控制；研究了一种结合光储一体化的智能微电网，并且依据这个智能微电网研究了光伏接入的电能质量治理措施。本文提出了一种基于光储一体化的智能微电网应用，并解析了其技术要点、控制策略以及电能治理手段等。实现了分布式供电的合理应用，依照相关的控制可以直接结合大电网，投入较小的用电地区使用，实用性极强。

参考文献

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