儲能技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用分析

2022-11-25 05:03:23天津頤光能源科技有限公司

電力設(shè)備管理 2022年2期

天津頤光能源科技有限公司邢帥

1 概述儲能技術(shù)的重要作用

合理調(diào)節(jié)用電情況。光伏發(fā)電系統(tǒng)通常穩(wěn)定性較弱，會有一定的波動和間歇存在，隨著光伏電源的接入電網(wǎng)，需不斷增加電源的備用容量才可保證電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性，嚴重影響經(jīng)濟效益最大化。將儲能技術(shù)應(yīng)用其中可有效解決上述問題，儲能裝置中的輸出功率可有效調(diào)整縫隙發(fā)電的功率，簡言之，光伏發(fā)電遠大于用電功率時，儲能裝置會根據(jù)實際情況將功率合理吸收，光伏發(fā)電小于用電功率時儲能裝置會適時輸出一定的功率，通過合理調(diào)節(jié)使用電功率保持平衡[2]。

有效提升光伏發(fā)電的利用情況。應(yīng)用跟蹤控制技術(shù)可有效提升光伏發(fā)電的采集水平，使其運行效率得到明顯提升。儲能不僅對棄光問題起到一定的緩解作用，還可顯著提升光伏發(fā)電利用率，如光伏電站電能過剩還可將多余的功率進行儲存，并在光伏較弱的情況下進行適度釋放，通過替換能量有效緩解棄光或光伏功率過少的問題，將儲能技術(shù)應(yīng)用到我國光資源旺盛的區(qū)域，會起到更好的利用效果。

對光伏發(fā)電逆變器的低壓穿越問題有效解決。儲能技術(shù)可對光伏發(fā)電逆變器的低壓穿越起到很好的提升作用，將光伏發(fā)電逆變器的直流母線安裝超級電容儲能裝置，可對硬件電路實現(xiàn)增強，如直流電壓高出使用標準儲能裝置可對多余功率合理吸收，反之會將功率進行合理釋放，通過維護功率穩(wěn)定以防發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)故障導致直流母線功率發(fā)生不平衡現(xiàn)象，避免電容充電過度發(fā)生安全事件，對光伏發(fā)電逆變器進行低壓穿越中因功率不平衡引發(fā)的危害問題起到有效解決，通過對功率實現(xiàn)合理調(diào)節(jié)有效保證電容工作質(zhì)量，進而提升供電系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性[3]。

2 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用儲能技術(shù)的主要方面

大規(guī)模光伏并網(wǎng)發(fā)電會給電網(wǎng)的穩(wěn)定運行帶來很大影響，要想提升光伏電站的并網(wǎng)容量可從以下方面來實施：建立智能化電網(wǎng)系統(tǒng)，從電網(wǎng)層面來提升電網(wǎng)運行的靈活性；從光伏電站層面著手，為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)合理設(shè)置儲能裝置。儲能技術(shù)靈活性較強，將其應(yīng)用到光伏并網(wǎng)發(fā)電中可對充放電進行合理控制，對光伏電站運行不穩(wěn)的現(xiàn)象有效解決，由于輸出不穩(wěn)定對電網(wǎng)造成的不利影響得以避免，將儲能裝置設(shè)置在光伏電站中，通過全面管理和有效把控實現(xiàn)電網(wǎng)或用戶經(jīng)濟利益最大化，有效解決生態(tài)環(huán)境問題。

2.1 從電網(wǎng)層面應(yīng)用儲能技術(shù)

儲能技術(shù)在電力調(diào)峰中的應(yīng)用。實施調(diào)峰是為緩解峰電時段大功率負荷中電能的最大需求量，進而使電網(wǎng)負荷的整體壓力得到降低，在負荷壓力較低的情況下，儲能裝置可靈活儲存光伏電站的電能，待負荷壓力較高時將電能合理釋放，有效提升電網(wǎng)的整體輸出水平，為供電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行提供安全保障；儲能技術(shù)在電網(wǎng)電能中的應(yīng)用。將儲能技術(shù)應(yīng)用到光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中可對電網(wǎng)電能質(zhì)量實現(xiàn)有效控制，為光伏電源的穩(wěn)定供電提供保障。制定科學、有效的逆變控制策略，儲能裝置可對電能質(zhì)量實現(xiàn)合理把控，達到調(diào)整相角、有源濾波、穩(wěn)定電壓的目標；儲能技術(shù)在微電網(wǎng)中的應(yīng)用。在未來輸配電系統(tǒng)發(fā)展中微電網(wǎng)并網(wǎng)將是發(fā)展方向中的主流，它可對供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性提供可靠保障。微電網(wǎng)和大電網(wǎng)系統(tǒng)進行分離過程中微電網(wǎng)會處于單獨運行狀態(tài)，對電網(wǎng)的供電任務(wù)起到獨立承擔的作用，與此同時，由光伏電源構(gòu)置的微電網(wǎng)應(yīng)用儲能技術(shù)可有效提升負載供電的安全與穩(wěn)定。

2.2 從光伏電站層面應(yīng)用儲能技術(shù)

負荷轉(zhuǎn)移中儲能技術(shù)的應(yīng)用。儲能技術(shù)在負荷轉(zhuǎn)移中的應(yīng)用類似于電力調(diào)峰，實現(xiàn)負荷轉(zhuǎn)移需以光伏并網(wǎng)使用一定的計費標準來進行，大部分情況下負荷高峰的發(fā)生時間不是在白天光伏發(fā)電比較充足的階段、而是出現(xiàn)在光伏發(fā)電系統(tǒng)充沛發(fā)電之后，將儲能技術(shù)應(yīng)用其中，在負荷較低的情況下會將光伏電站的多余電能合理儲存，不會將其全部送入電網(wǎng)導致電能出現(xiàn)浪費，當負荷高峰段儲能裝置會將儲存的電能進行釋放，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)與儲能技術(shù)有機融合，大大緩解高峰期居民用戶對市電的最大需求，有效提升用戶的經(jīng)濟利益。

儲能技術(shù)在負荷響應(yīng)中的應(yīng)用。為提升負荷高峰段電網(wǎng)運行的安穩(wěn)性，電網(wǎng)會對高功率負荷進行選擇性控制，保證其在負荷高峰段可輪替運作，將光伏并網(wǎng)儲能技術(shù)應(yīng)用到電力用戶的電網(wǎng)系統(tǒng)中時，將最少一條通信線路連接到負荷響應(yīng)控制系統(tǒng)中的光伏儲能電站和電網(wǎng)之間，負荷響應(yīng)策略可有效避免給高功率設(shè)備的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)帶來不利影響，從而維護光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的安全性。

光伏并網(wǎng)儲能系統(tǒng)中的自動斷電功能。光伏儲能技術(shù)可通過自動斷電保護功能來維護用戶用電的穩(wěn)定性，當用戶的市電無法得到正常供應(yīng)時，光伏并網(wǎng)發(fā)電儲能系統(tǒng)會為用戶釋放電能，提供正常的電能需求。如果電網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或者用電過程存在安全隱患，光伏并網(wǎng)儲能系統(tǒng)會自動分析電力運行狀態(tài)并發(fā)送斷電指令，儲能裝置還會將斷電后的電能自動儲存，電力孤島運行模式為電網(wǎng)和用戶的電力運行提供安全保障和穩(wěn)定基礎(chǔ)，不僅可在用電高峰段自動降低部分電力負荷，還可為電力用戶在無市電供應(yīng)的情況下保證電力系統(tǒng)的正常運行。

3 儲能系統(tǒng)發(fā)展需求的分析

控制技術(shù)：依照儲能裝置的應(yīng)用特性對充放電控制裝置進行合理設(shè)置，可使儲能裝置的能量輸出得到最大限度的發(fā)揮，有效提升儲能裝置的應(yīng)用效率和工作年限。傳統(tǒng)的鉛酸蓄電池充電條件是長期性且低電流狀態(tài)下，這是為避免電池鉛版有結(jié)晶出現(xiàn)，如充電電流大于正常標準，會給蓄電池的儲電能力帶來損傷，進而降低電池的使用壽命。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的電池是儲能裝置的充電來源，但頻繁的充放電導致電流功率穩(wěn)定性較差，沒有良好的充電環(huán)境會給電池的使用壽命帶來嚴重影響，進而影響儲能系統(tǒng)的穩(wěn)定運轉(zhuǎn)。需積極研發(fā)更先進的儲能裝置控制系統(tǒng)，使儲能裝置的充放電問題得到有效解決。目前我國常用的蓄電池或超級電容器等儲能設(shè)備無法直接應(yīng)用工頻交流電，與之配套的電能轉(zhuǎn)換裝置也是需研發(fā)的重要方面。

儲能技術(shù)：光伏并網(wǎng)發(fā)電中的儲能裝置運行條件較差，這是因為儲能系統(tǒng)處于充放電的惡性循環(huán)中，光伏發(fā)電系統(tǒng)輸出功率不夠穩(wěn)定，對儲能裝置的正常使用帶來不利影響，降低了電池的使用年限。依照光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的性質(zhì)及儲能裝置的使用現(xiàn)狀需做出合理改進和優(yōu)化：對功率密度和能量密度的提升加大研發(fā)力度；對儲能裝置的工作環(huán)境進行優(yōu)化，延長儲能裝置的使用年限；全面提升充電和放電速度；提升儲能裝置的運行環(huán)境，使其更加安全、穩(wěn)定；對儲能技術(shù)的應(yīng)用做好成本控制。