儲(chǔ)能技術(shù)在光伏電站并網(wǎng)中的應(yīng)用

付丹丹

新疆粵水電能源有限公司 新疆烏魯木齊 830000

1 不添加儲(chǔ)能技術(shù)的光伏并網(wǎng)對(duì)發(fā)電的消極影響

1.1 會(huì)對(duì)電網(wǎng)保護(hù)產(chǎn)生消極影響

當(dāng)電站光照充足時(shí)，光伏并網(wǎng)電站就會(huì)提高輸出功率，這時(shí)短路電流就會(huì)被提高，有可能出現(xiàn)過(guò)流保護(hù)配合失效的情況。超過(guò)正常負(fù)荷范圍的短路電流還有可能阻礙熔斷器的正常運(yùn)作。除此之外，對(duì)于光伏電站的配電網(wǎng)而言，未接入光伏并網(wǎng)之前的支路電流通常是單向的，而保護(hù)裝置不具備分辨方向的保護(hù)性。在接入光伏并網(wǎng)系統(tǒng)后，則變?yōu)榱硕嘣淳W(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)電流的流向也不再具有導(dǎo)向性與方向性，多了許多不確定因素。所以，必須增添儲(chǔ)能技術(shù)以及儲(chǔ)能裝置等具備方向性的保護(hù)裝置以保護(hù)電網(wǎng)安全[1]。

1.2 能耗較大，不利于電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)方面的維護(hù)

正是因?yàn)楣夥l(fā)電輸出時(shí)具有不穩(wěn)定性，所以在與電站并網(wǎng)后，電站系統(tǒng)需要適當(dāng)增加合適容量的旋轉(zhuǎn)備用，進(jìn)而確保系統(tǒng)的調(diào)峰與調(diào)頻的性能良好。換句話來(lái)說(shuō)，就是指光伏并網(wǎng)發(fā)電的系統(tǒng)需要向電網(wǎng)傳輸電能，從而會(huì)降低機(jī)組的使用時(shí)長(zhǎng)，不利于電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)收益方面的運(yùn)行與維護(hù)。同時(shí)，出于節(jié)能環(huán)保的考慮，并網(wǎng)后需增加的旋轉(zhuǎn)備用也會(huì)造成較大的能耗與污染排放。

1.3 對(duì)運(yùn)行調(diào)度的影響

光伏電源的發(fā)電率受天氣、光照等因素的變化影響較大，加上氣候等因素又是不可控的，直接導(dǎo)致光伏發(fā)電的輸出功率有可能得不到控制。這樣一來(lái)，必然會(huì)對(duì)電網(wǎng)的運(yùn)行調(diào)度的效率造成干擾。如果某電站系統(tǒng)中的光伏發(fā)電技術(shù)占據(jù)比例較大后，電站負(fù)責(zé)人則需要認(rèn)真思考“如何安全有效地進(jìn)行電力調(diào)度”的問(wèn)題。除此之外，光伏發(fā)電的電價(jià)較傳統(tǒng)火力發(fā)電電價(jià)來(lái)說(shuō)，價(jià)格更高，因此為了滿足國(guó)民的正常電能需求，也不得不考慮電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)方面的調(diào)度問(wèn)題。

2 儲(chǔ)能技術(shù)在光伏電站并網(wǎng)中的應(yīng)用要點(diǎn)

以電站電網(wǎng)維護(hù)與運(yùn)行作用方面考慮，儲(chǔ)能技術(shù)能在光伏發(fā)電系統(tǒng)中應(yīng)用以下技術(shù)：

2.1 保護(hù)電網(wǎng)的電力質(zhì)量

在光伏電站中使用儲(chǔ)能技術(shù)，有利于優(yōu)化光伏系統(tǒng)的供電特性，促使光伏供電更為穩(wěn)定，增強(qiáng)對(duì)光伏發(fā)電的可控性。以此同時(shí)，合理使用逆變控制技術(shù)，儲(chǔ)能系統(tǒng)還可以加強(qiáng)對(duì)電力質(zhì)量的控制，比如穩(wěn)定電壓、調(diào)節(jié)有源濾波等等[2]。

2.2 儲(chǔ)能調(diào)峰技術(shù)

由于在一天24小時(shí)內(nèi)，隨著人們對(duì)電能的需求的變化，電站的用電負(fù)荷也是不均勻的。在用電高峰，電站電網(wǎng)一般都會(huì)超負(fù)荷工作，因此需要投入在正常使用之外的發(fā)電機(jī)組以滿足用電需求，降低電網(wǎng)負(fù)荷壓力。光伏儲(chǔ)能技術(shù)正是能夠在用電低谷是儲(chǔ)備電能，再在用電高峰時(shí)釋放出來(lái)為電網(wǎng)供電，進(jìn)而達(dá)到調(diào)峰，增強(qiáng)電網(wǎng)輸出功率的目的。

2.3 微電網(wǎng)

微電網(wǎng)相對(duì)于傳統(tǒng)大電網(wǎng)的一個(gè)概念，可理解為一種相對(duì)分散的獨(dú)立供電配電系統(tǒng)，主要組成部分包括符合與多個(gè)微電源。微電網(wǎng)系統(tǒng)主要采用了新型的電力技術(shù)與能量管理與控制技術(shù)，把多個(gè)汽油柴油發(fā)動(dòng)機(jī)、傳統(tǒng)發(fā)電與光伏發(fā)電并網(wǎng)機(jī)組以及儲(chǔ)能系統(tǒng)整合在一起，并接入到用戶端。微電網(wǎng)可以在毫秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)指令動(dòng)作的完成，在提高供配電效率的同時(shí)，滿足電網(wǎng)調(diào)峰、降耗的目標(biāo)，最終達(dá)到降低電網(wǎng)負(fù)荷、穩(wěn)定電壓的效果。

以用戶使用的方面來(lái)考慮，儲(chǔ)能技術(shù)的應(yīng)用又能起到負(fù)荷轉(zhuǎn)移、自動(dòng)斷電保護(hù)等作用。

2.4 負(fù)荷轉(zhuǎn)移

從技術(shù)方面來(lái)看，其實(shí)負(fù)荷專業(yè)與電力調(diào)峰的原理相似，但不同的是，負(fù)荷專業(yè)的實(shí)際應(yīng)用是以使用光伏發(fā)電的用戶分時(shí)段計(jì)費(fèi)的前提與出發(fā)點(diǎn)的。因此，很多時(shí)候，負(fù)荷高峰不會(huì)出現(xiàn)在光照充足的白天，而是在光伏系統(tǒng)發(fā)電功率減弱的晚上，這時(shí)的在負(fù)荷低谷儲(chǔ)存好電力的儲(chǔ)能系統(tǒng)便能調(diào)動(dòng)出電能來(lái)滿足用戶用電需求，同時(shí)幫助用戶節(jié)約用電開支[3-5]。

2.5 斷電保護(hù)

從用戶的角度而言，在光伏并網(wǎng)中應(yīng)用儲(chǔ)能技術(shù)還有一個(gè)好處就是為用戶提供自動(dòng)斷電保護(hù)。該設(shè)定會(huì)在用戶無(wú)法使用到正常的市電時(shí)，優(yōu)先給用戶提供光伏電能。這樣的斷電保護(hù)不僅對(duì)用戶來(lái)說(shuō)可以提供源源不斷的電能，而且對(duì)并網(wǎng)電站來(lái)說(shuō)也是減輕負(fù)荷壓力的方法之一。

3 結(jié)語(yǔ)

光伏發(fā)電發(fā)展至今仍存在部分缺陷，但儲(chǔ)能技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用，為解決光伏電站并網(wǎng)的消極問(wèn)題提出了不少可行提議。儲(chǔ)能技術(shù)的有效應(yīng)用不僅是對(duì)電站的福音，對(duì)光伏用戶也會(huì)帶來(lái)一定經(jīng)濟(jì)效益。因此，我們必須不斷研究突破光伏發(fā)電技術(shù)的局限，推動(dòng)儲(chǔ)能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用實(shí)用化的進(jìn)程。