光儲系統(tǒng)在光伏電站并網(wǎng)中的應(yīng)用

摘要：分析光伏發(fā)電接入給電網(wǎng)帶來的電壓波動、電能質(zhì)量及繼電保護(hù)等影響。總結(jié)目前電力系統(tǒng)中機(jī)械、電磁、電化學(xué)等典型儲能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用現(xiàn)狀。深入研究儲能技術(shù)的應(yīng)用對改善光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中電力調(diào)峰調(diào)谷、電能質(zhì)量及電網(wǎng)保護(hù)等問題的重要作用。

關(guān)鍵詞：儲能技術(shù)；光儲系統(tǒng)；光伏并網(wǎng)

0.引言

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)有：光伏電池陣列，蓄電池組，逆變器和配電網(wǎng)等多個部分組成。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在一定程度上可以分為兩種，一種是可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，另一種是不可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)。可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)可以設(shè)置儲能裝置。除此之外，還有不間斷的電源以及能夠做到源濾波的功能，同時可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)還有益于電網(wǎng)調(diào)峰。不可調(diào)度式并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，在與主電網(wǎng)斷開的情況下，系統(tǒng)自動停止供電工作。這兩個系統(tǒng)大的不同就是可調(diào)度式光伏發(fā)電系統(tǒng)可以持續(xù)不間斷供電工作，不會停止；而不可調(diào)度式光伏發(fā)電系統(tǒng)，在與主電網(wǎng)斷開的情況下，可以自動停止供電工作。逆變器在系統(tǒng)中具有重要的作用，

它具有三大發(fā)展趨勢：

（1）拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)日趨簡單，生產(chǎn)成本逐步降低，體積逐步變小，節(jié)約成本是它發(fā)展的大優(yōu)勢。

（2）允許的大輸入電流電壓范圍逐步擴(kuò)大，逐步加強(qiáng)對軟開關(guān)技術(shù)的應(yīng)用。

（3）電網(wǎng)適應(yīng)性不斷增強(qiáng)，各種保護(hù)更加完善，確保安全可靠。現(xiàn)

階段，一般的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有三個顯著的特點，一是受環(huán)境因素例如氣候以及灰塵的影響，受氣候影響侯其輸出的功率會存在不穩(wěn)定性；二是受地域條件的限制，例如氣候以及地理條件的不同業(yè)會影響到光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率。光伏系統(tǒng)的發(fā)電效率在光照條件較好的地區(qū)會有更高的效率，除了上述的兩個特點之外，光伏系統(tǒng)的發(fā)電轉(zhuǎn)換效率不夠高，這也使得光伏發(fā)電難以形成一個完整的系統(tǒng)，效率不高[1]。該系統(tǒng)采用了MPPT（大功率點跟蹤）技術(shù)，為了滿足太陽能的使用要求，對光伏發(fā)電的吸收和利用要求相對較高，一般光伏發(fā)電系統(tǒng)采用并聯(lián)電壓相和聯(lián)通電流，系統(tǒng)本身只提供有源電力。

1.儲能技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用

1.1　電力調(diào)峰

對電力峰值的功率的調(diào)整是為了能夠更加有效的應(yīng)對用電的高峰期，在用電的高峰期會出現(xiàn)功率負(fù)載過大的情況，可以根據(jù)高峰期負(fù)載的情況，使用儲能技術(shù)對其進(jìn)行調(diào)整，可以依靠實際需求的改變，將系統(tǒng)產(chǎn)生的能量儲存在儲能裝置中。當(dāng)負(fù)載達(dá)到高峰時，儲能裝置釋放儲存的能量，提供負(fù)荷供電的電力，對提高供電的整體運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性有很大的幫助。

1.2　提高電網(wǎng)運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性和安全性

近年來，我國的西部地區(qū)有著嚴(yán)重的棄光限電問題，這導(dǎo)致在西部地區(qū)會有較多的光能沒有被有效地利用，使得光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率不高，為了對未被利用的光照問題進(jìn)行解決，可以通過儲能器在光伏系統(tǒng)的發(fā)電能力不夠限電閾值的時候，來將其所儲存的多余的功率運(yùn)送至電網(wǎng)中，進(jìn)而能夠解決光照利用率低的問題，進(jìn)一步的提高光伏發(fā)電系統(tǒng)的效率。

1.3　微電網(wǎng)

微電網(wǎng)是一種相對分散的獨立供配電能源系統(tǒng)，主要由負(fù)荷和多個微電源組成[2]。系統(tǒng)采用了大量的電力技術(shù)以及能量管理控制技術(shù)，將汽柴油發(fā)電機(jī)或者風(fēng)電、光伏發(fā)電及儲能設(shè)備等裝置整合在一起，接入到用戶側(cè)。微電網(wǎng)可在秒級甚至毫秒級動作，以提高負(fù)載供電的可靠性，同時對電網(wǎng)削峰填谷、降低線路損耗、穩(wěn)定電網(wǎng)電壓起到重要作用，還可以提供不間斷電源滿足負(fù)載需求。在未來的供電系統(tǒng)中，微電網(wǎng)系統(tǒng)會成為一個重要的發(fā)展方向，微電網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)用，將會地提升當(dāng)前電網(wǎng)的工作效率以及其穩(wěn)定性與安全性，因為微電網(wǎng)系統(tǒng)可以在微電網(wǎng)與發(fā)電系統(tǒng)分離的時候?qū)ω?fù)載進(jìn)行獨立的供電，所以其穩(wěn)定性會更高。

1.安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)解決方案

1.1概述

安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)具有完善的儲能監(jiān)控與管理功能，涵蓋了儲能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息，實現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視監(jiān)控、報警管理、統(tǒng)計報表等功能。在高級應(yīng)用上支持能量調(diào)度，具備計劃曲線、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統(tǒng)對電池組性能進(jìn)行實時監(jiān)測及歷史數(shù)據(jù)分析、根據(jù)分析結(jié)果采用智

能化的分配策略對電池組進(jìn)行充放電控制，優(yōu)化了電池性能，提高電池壽命。系統(tǒng)支持Windows操作系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫采用SQLServer。本系統(tǒng)既可以用于儲能一體柜，也可以用于儲能集裝箱，是專門用于儲能設(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺。

1.2適用場合

系統(tǒng)可應(yīng)用于城市、高速公路、工業(yè)園區(qū)、工商業(yè)區(qū)、居民區(qū)、智能建筑、海島、無電地區(qū)可再生能源系統(tǒng)監(jiān)控和能量管理需求。

1.2.1工商業(yè)儲能四大應(yīng)用場景

1）工廠與商場：工廠與商場用電習(xí)慣明顯，安裝儲能以進(jìn)行削峰填谷、需量管理，能夠降低用電成本，并充當(dāng)后備電源應(yīng)急；

2）光儲充電站：光伏自發(fā)自用、供給電動車充電站能源，儲能平抑大功率充電站對于電網(wǎng)的沖擊；

3）微電網(wǎng)：微電網(wǎng)具備可并網(wǎng)或離網(wǎng)運(yùn)行的靈活性，以工業(yè)園區(qū)微網(wǎng)、海島微網(wǎng)、偏遠(yuǎn)地區(qū)微網(wǎng)為主，儲能起到平衡發(fā)電供應(yīng)與用電負(fù)荷的作用；

4）新型應(yīng)用場景：工商業(yè)儲能積極探索融合發(fā)展新場景，已出現(xiàn)在數(shù)據(jù)、5G基站、換電重卡、港口岸電等眾多應(yīng)用場景。

1.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

4.系統(tǒng)硬件配置清單

結(jié)語

本文分析了在發(fā)電網(wǎng)中接入光伏發(fā)電而帶來的一系列的影響，并且對各種有效的儲能方式的應(yīng)用進(jìn)行了探討與總結(jié)。同時，還對儲能方式在光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用而帶來的影響，除此之外本文還對新能源的應(yīng)用和開發(fā)的進(jìn)行了探討，以其對日后的工作產(chǎn)生一定的參考作用。由于電網(wǎng)受環(huán)境的影響較大，輸出具有不穩(wěn)定性的特點。光伏發(fā)電對配電網(wǎng)的電壓波動、電能質(zhì)量和繼電保護(hù)裝置都有不可避免的影響。隨著光伏發(fā)電和風(fēng)力發(fā)電的蓬勃發(fā)展，電力系統(tǒng)儲能技術(shù)得到了迅速發(fā)展，儲能裝置能有效降低配電系統(tǒng)的峰值充填，降低電網(wǎng)的波動，控制電能質(zhì)量，提供停電保護(hù)，光伏電網(wǎng)集成對電網(wǎng)的影響已經(jīng)大大消除。