儲能技術在光伏發電系統中的應用

王林

[摘 ? ?要]在我國社會經濟和人均收入不斷發展的推動下，光伏發電作為我國綠色能源中的重要內容得到相對廣泛的應用。光伏發電系統在單獨工作時有時會出現局部斷電、供電不足的現象，儲能技術的應用就起到了不容小覷的作用。文章闡述了在光伏發電系統中應用儲能技術的積極作用，分析了光伏發電系統對電網所帶來的不同影響，并對儲能技術在光伏發電系統中的應用進行具體分析，旨在促進我國環境友好型社會的建設。

[關鍵詞]儲能技術;光伏發電系統;具體應用

[中圖分類號]TM615 [文獻標志碼]A [文章編號]2095–6487（2021）03–00–02

[Abstract]Driven by the continuous development of China's social economy and per capita income， photovoltaic power generation as an important part of China's green energy has been relatively widely used. When photovoltaic power generation system works alone， sometimes there will be local power failure and insufficient power supply. The application of energy storage technology plays an important role. This paper expounds the positive role of energy storage technology in photovoltaic power generation system， analyzes the different impacts of photovoltaic power generation system on power grid， and analyzes the different applications of energy storage technology in photovoltaic power generation system， aiming to accelerate the pace of building an environment-friendly society in China.

[Keywords]energy storage technology; photovoltaic power generation system; specific application

我國工業發展一直處于相對比較領先的地位，在不可再生能源逐漸枯竭的影響下，光伏發電等可再生能源逐漸得到重視和發展，但是在具體的應用中通常因為電能高峰期的存在導致光伏發電系統中出現電能質量問題。通過將儲能技術應用在光伏發電系統中，可以有效提升光伏發電系統的發電效率和發電質量，在保證人們正常用電的基礎上實現更多的經濟利益和社會價。

1 在光伏發電系統中應用儲能技術的積極作用

1.1 有利于提升光伏發電系統的穩定程度

在光伏發電系統中應用儲能技術，能夠對電力使用高峰期的狀況進行優化和調整。儲能技術能夠調整電力峰值的功率，儲存光伏發電系統產生電力，當出現電力應用高峰期時，能夠根據具體狀況來釋放所儲存的電力，從而緩解功率的負載程度。由此可見，將儲能技術應用在光伏發電系統中，可以有效提升光伏發電系統的穩定程度，避免因為電力提供不足而帶來的經濟損失。

1.2 有利于提升光伏發電系統的發電效率

由于在我國的西部地區有大量光能資源未能被充分利用，導致光伏發電系統的效率相對來說并不理想，這就需要將儲能技術應用在光伏發電系統中，以提升對光能資源的利用效率。西部地區放棄利用光伏發電的問題在極大程度上降低了光能的利用率，儲能技術能夠在光伏發電系統發電能力不足時將儲存的能量輸送到光伏發電系統中，從而有利于提升光伏發電系統的發電效率，增加光伏發電系統所帶來的效益。

1.3 有利于提升光伏發電系統的安全程度

微電網作為光伏發電系統中的重要內容，儲能技術的應用可以有效提升光伏發電系統的安全程度。微電網運行的速度很快，因此在供電負載程度較高時也比較可靠，并且能夠發揮穩定光伏發電系統電壓、減少光伏發電系統線路損耗等積極作用，儲能技術的應用能夠滿足光伏發電系統中的電能負載要求。在光伏發電微電網系統中應用儲能技術，能夠在光伏發電系統與微電網進行分離時繼續獨立提供電能，所以具備較高的安全功能。

2 光伏發電系統對電網所帶來的不同影響

2.1 系統保護

在光伏發電系統遇到比較強烈的光照時，電站所輸出的實際功率就會有所增加，這就導致短路的電流也會隨之有所增加，從而致使過流保護并不能較好地進行配合，影響熔斷器在電網中的正常運行，增加電網系統出現不良現象的可能性。如果配電網并沒有接入光伏發電系統的正常工作中，支路潮流主要以缺乏措施進行保護的單向性輸出為主;如果配電網接入光伏發電系統的正常工作中，配電網絡就會出現一定的變化，朝著多源網絡的方向發展，但是網絡潮流就會以隨機的方式朝著不同的流向工作。因此，要想保證光伏發電系統和電網系統的安全，就要在系統工作中對其進行方向性保護。

2.2 線路潮流

電網系統中支路在正常運行時的潮流狀態主要的單方向進行流動的。光伏發電系統在正常工作中能夠對電壓支撐進行提供，但是光伏發電系統本質上屬于具有分散形式的一種發電系統，當電網系統接入電源就會由單向潮流轉變為雙向潮流，并且在電網系統中新添了短路電流。電壓在調整的過程中難度較大，在配電功率波動幅度增加的影響下，支路潮流就會出現不同狀況，其中主要包括變壓器的容量出現越限現象、節點電壓出現越限現象以及三相出現不平衡現象，這就會導致電網系統中的機械設備受到不同程度的影響，不能夠對電壓進行及時調整，并且不利于電網系統的供電功能和供電效率。線路潮流在工作中所具備的隨機性質，會縮短機組在電網系統中工作的使用時間，同時會增加電網系統工作中產生的損失和消耗。

2.3 運行調度

光伏發電系統電源所具備的可調度性很容易受到天氣的影響，對于天氣變化頻繁或者地理位置較高的城市和地區來說，云層對光伏發電系統電源所具備的可調度性產生的影響相對來說比較明顯。如果光伏發電系統電源在電網系統中所占比過高時，就要通過采取有效手段對電力調度進行合理控制，以提高電網系統正常運行中的安全程度和可靠程度。由于常規電源的價格與光伏發電系統中產生電源的價格具有明顯的差異性，所以在對電網運行調度時要將電網系統的經濟性考慮其中，確保電網系統所帶來的經濟利益不受影響。需要注意的是，對于電網系統進行的運行調度需要在保證安全的前提下進行，避免因為安全問題為電網運行帶來不必要的經濟損失。

2.4 電能質量

陰雨天氣中的云層會極大影響光伏發電系統正常的發電工作，云層對陽光的遮擋會直接影響光伏發電系統中產生電源的功率，在較短的時間內功率明顯上升或者是明顯下降。對于大型光伏發電系統來說，云層的遮擋會導致電壓出現閃變的現象，同時還伴隨著較大的頻率波動。光伏發電系統所產生的電源屬于直流電，如果利用逆變裝置法使光伏發電系統所產生的電源進入電網系統中，就會有較大的可能性出現諧波現象，從而不利于電網系統在工作中的正常運行。由此可見，光伏發電系統所產生的電源能夠對電網系統中的電能質量帶來不同程度的影響，同時也影響著電能系統的工作質量和工作效率。

3 在光伏發電系統中應用儲能技術的具體分析

3.1 儲能技術在負荷響應中的應用分析

為了使電網系統在工作中更加穩定，出現故障問題的可能性更小，就要調整和控制部分功率較高的負荷，以此來保證電網系統在工作中實現真正的安全和穩定，避免受到高峰階段中的負荷影響。將儲能技術應用在光伏發電系統的負荷響應中，可以有效提升用戶利用電能時的穩定程度。需要注意的是，在控制光伏發電系統和電網系統之間的負荷響應時，要保證最少存在一根通信線可以正常運行，從而避免功率較高的機械設備影響光伏發電系統的工作。通過利用不同電網系統之間的交替應用，可極大降低光伏發電系統出現工作故障的可能性，對功率較高的負荷及時進行調整，在應用儲能技術的基礎上實現電網系統的正常運行，促進電能質量提升。

3.2 儲能技術在電力調峰中的應用分析

對于光伏發電系統中的內部裝置來說，具有比較靈活的儲存功能，在光伏發電系統電能負荷程度相對較低時，能夠儲存光伏發電系統中的電能，在負荷相對較高時，能夠釋放光伏發電系統中儲存的電能。這種靈活的電能存儲方式，能夠極大提升光伏發電系統的供電可靠性，并且能夠穩定電網系統在日常工作中的基本狀態。因為我國普遍存在不同時間時用電數量不同的現象，在用電高峰期時需要大量的電能資源作為支撐，就會增加電網系統的負荷，同時還會增加光伏發電系統出現運行故障的可能性，嚴重者會影響人們正常的用電問題和生產生活。所以將儲能技術應用在電力調峰中，能夠有效降低供電不足所帶來的問題和損失。

3.3 儲能技術在復合儲能型光伏電網的應用分析

在以往的光伏發電系統中應用儲能技術的流程和方式相對來說沒有太大的困難，也就導致功率的運行不夠安全和穩定。在以往應用的基礎上對儲能技術進行升級，將儲能技術應用在復合型儲能光伏電網中，在極大程度上提升了光伏發電系統的供電效率和供電質量。復合型儲能技術在當前社會中多個領域中都有所涉及，在光伏發電系統中應用復合型儲能技術就能夠直接降低網絡潮流中所存在的諧波含量，也就更加確保電網系統中功率在輸出時的穩定程度。儲能技術在復合儲能型光伏電網的應用還可以降低外在因素對光伏發電系統所帶來的不同程度干擾，通過更加貼合光伏發電系統實際發電狀況的應用，能夠有效保障我國的電網建設工作。

3.4 儲能技術在負荷轉移中的應用分析

將儲能技術應用在負荷轉移中的基本原理與在電力調峰中的應用有明顯的相似點，但是在負荷轉移中應用相對來說更加靈活。在電能利用的低峰期，光伏發電系統會產生多余的電能，儲能技術的應用就可以將多余的電能儲存起來，在電能利用的高峰期根據實際狀況進行釋放，以穩定光伏發電系統的發電狀況。將儲能技術應用在光伏發電系統中，能夠減少在負荷轉移中產生的波峰，并且能夠調整不同電能對電網系統帶來的影響，從而降低高峰期對電能的需求。另外，儲能技術的應用能夠促使負荷轉移在工作中充分發揮其存在的價值和意義，延長光伏發電系統在工作中的發電時間，提高光伏發電系統的發電質量，有利于提升光伏發電系統獲取更高的運行利益。

3.5 儲能技術在電能質量控制中的應用分析

電能的質量是影響光伏發電系統工作質量的重要因素，所以要將儲能技術合理應用其中來控制電能的質量，使電能在生活實際應用中保持穩定的狀態。儲能技術的應用能夠對光伏發電系統中的電能資源進行調整，起到穩定電能資源電壓的積極作用，將電能資源的電壓控制在滿足人們需求的范圍中，從而保證整個光伏發電系統的電能質量符合利用標準。以往在控制電能質量時通常采用人工的方式，難以及時發現電能質量控制中的細節問題，儲能技術的應用可以很好地解決此類問題，能夠及時發現光伏發電系統工作中的問題，避免出現局部斷電、供電能力不足的現象，在滿足人們用電標準的基礎上穩定光伏發電系統的電能資源，控制光伏發電系統電能資源的質量。

4 結束語

在我國生活條件和質量提升的影響下，光伏發電系統工作的中電能質量標準也逐漸嚴格，儲能技術的合理應用能夠極大穩定光伏發電系統的發電狀態，合理控制光伏發電系統的電能質量。主要針對在光伏發電系統中應用儲能技術進行研究和分析，有利于推動我國光伏發電的建設和發展。

參考文獻

[1] 周春生.儲能技術在光伏并網發電系統中的應用[J].建材發展導向（上），2021，19（1）：193-194.

[2] 王濤.儲能技術在光伏并網發電系統中的應用[J].百科論壇電子雜志，2020（13）：1485-1486.

[3] 蘭洪濤.儲能技術在光伏并網發電系統中的應用[J].中國戰略新興產業，2020（24）：49，51.

[4] 全俊曉.儲能技術在光伏并網發電系統中的應用分析[J].電子測試，2020（2）：118，129-130.

[5] 王永生.儲能技術在光伏并網發電系統中的應用[J].建筑工程技術與設計，2019（36）：404.