摘要：现如今，随着我国经济的快速发展，和人们生活水平不断提高。传统能源短缺和气候环境恶化问题越加严重，太阳能等清洁可再生能源的利用和发展成为必然。与其它的能源发电相比，光伏发电优势明显，且清洁无污染，虽然建设成本偏高，但是运行成本较低，预计未来将逐步取代各种化石能源。近几十年来，我国光伏发电发展迅猛，从起初的试验、局部点缀，逐步发展至大规模并网应用，但是随之而来的消化能力不足、并网发电系统功率波动大等问题，导致弃光率持续增大。本文围绕储能技术在新能源优化配置中不可替代的作用展开讨论。
关键词：储能技术；光伏电站；并网；应用
引言
分析光伏发电接入给电网带来的电压波动、电能质量及继电保护等影响。总结目前电力系统中机械、电磁、电化学等典型储能技术的发展与应用现状。深入研究储能技术的应用对改善光伏并网系统中电力调峰调谷、电能质量及电网保护等问题的重要作用。
1光伏并网发电系统的基本结构
光伏并网发电系统的基本结构有：光伏电池阵列，蓄电池组，逆变器和配电网等多个部分组成。光伏并网发电系统在一定程度上可以分为两种，一种是可调度式并网光伏发电系统，另一种是不可调度式并网光伏发电系统。可调度式并网光伏发电系统可以设置储能装置。除此之外，还有不间断的电源以及能够做到源滤波的功能，同时可调度式并网光伏发电系统还有益于电网调峰。不可调度式并网光伏发电系统，在与主电网断开的情况下，系统自动停止供电工作。这两个系统最大的不同就是可调度式光伏发电系统可以持续不间断供电工作，不会停止；而不可调度式光伏发电系统，在与主电网断开的情况下，可以自动停止供电工作。逆变器在系统中具有重要的作用，它具有三大发展趋势：（1）拓扑结构日趋简单，生产成本逐步降低，体积逐步变小，节约成本是它发展的最大优势。（2）允许的最大输入电流电压范围逐步扩大，逐步加强对软开关技术的应用。（3）电网适应性不断增强，各种保护更加完善，确保安全可靠。现阶段，一般的光伏并网发电系统具有三个显著的特点，一是受环境因素例如气候以及灰尘的影响，受气候影响侯其输出的功率会存在不稳定性；二是受地域条件的限制，例如气候以及地理条件的不同业委会影响到光伏系统的发电效率。光伏系统的发电效率在光照条件较好的地区会有更高的效率，除了上述的两个特点之外，光伏系统的发电转换效率不够高，这也使得光伏发电难以形成一个完整的系统，效率不高。该系统采用了MPPT（最大功率点跟踪）技术，为了满足太阳能的使用要求，对光伏发电的吸收和利用要求相对较高，一般光伏发电系统采用并联电压相和联通电流，系统本身只提供有源电力。
2储能技术的作用
（1）储能技术应用于光伏电站并网中，可实现有功、无功功率的快速收放与交换，减小电压波动，防止出现电压骤降、电压电流畸变等问题，保证光伏并网运行稳定，提供高质量的电能服务。（2）储能技术应用于光伏电站并网中，可切实提高其运行经济性、安全性。目前我国西部“弃光限电”问题严重，通过储能技术可将多余的电能存储起来，待光伏电站发电量低于限电阈值时，可通过储能逆变器将储存起来的电力送入电网，由此全面解决“弃光”问题，提高光伏电站并网运行经济效益。基于现代光伏电站并网发展背景，储能技术的应用将越加广泛，但其容量设计、运行特性等均会影响电力安全、电能质量，因此本文主要围绕储能技术在光伏电站并网中的应用展开讨论。
3储能系统
3.1储能技术
用于光伏并网发电的储能装置通常在恶劣的环境下运行。此外，由于光伏发电输出的不稳定性，储能系统的充电和放电条件相对较差，有时需要频繁的小周期充电和放电。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆根据光伏并网发电系统的特点以及储能装置的发展现状，应从以下几个方面发展和改进光伏并网发电储能技术：一是提高光伏发电系统的能量密度以及功率密度；二是对储能装置的储能容量进行提高，同时延长储能装置的使用寿命；三是提高充放电的速度；四是确保在各种环境中能够安全可靠地运行；第五，降低储能装置的使用成本。
3.2综合分析工具与系统建模
只有对用电区域做全方位的，综合各种实际条件的分析，其中包括对系统的可靠性，经济情况以及其运营情况进行分析，才能够开发出最合适以及最好的光伏储能发电系统。现阶段，我国的储能系统在光伏并网的系统中的应用还不是很成熟，应该根据现有的行业标准来确定分析光伏能源储存系统的使用周期以及使用成本的方法，以此来衡量光伏能源储存系统的经济性。所以，为了提供光伏储能系统的更加准确的运行数据以及运行的数据，需要光伏储能系统的开发人员在设计光伏储能系统之初就用仿真以及建模的方法来综合的分析光伏储能系统的运行情况。同时也要求使用能够尽量模拟真实的光伏储能系统的运行情况的分析软件来进行分析。
3.2电化学储能方式
电化学的储能方式就是使用各种类型的电池来进行储能，电化学的储能可以根据电池所使用的化学物质的差异而分为很多类型，例如，常见的电化学储能类型有液流电池，镍金属氢电池，铅酸电池、锂离子电池、以及、硫化钠电池等。目前市场上，有一种具有种种低廉的价格，高能量的密度的电化学储能是铅酸蓄电池储能，被广泛应用于小型风力发电，中小型分布式供电系统，光伏发电系统等领域，已经是现阶段最成熟的储能技术了。
3.3系统仿真及分析
为验证构建的系统及其控制策略的有效性，进行了仿真分析。仿真参数：公共电网电压为220Ｖ，直流母线给定电压为300Ｖ；VRLA电池额定电压为250Ｖ，额定容量为6.5A.h；超级电容初始电压为250Ｖ，容量为0.1F；ＰＷＭ开关频率为10kHz。通过分析曲线可知，采用该系统前，基于不同的辐照度，光伏并网发电系统输出功率存在较大波动，而通过储能系统的应用有效平抑了波动（明显可看出不同辐照度下系统功率一直处于平稳状态），切实提高了电能质量。通过对储能装置功率变化曲线的进一步分析可知，超级电容功率变化幅度十分小，可有效补偿并网功率高频波动分量，而低频波动分量由蓄电池补偿。
结语
本文分析了在发电网中接入光伏发电而带来的一系列的影响，并且对各种有效的储能方式的应用进行了探讨与总结。同时，还对储能方式在光伏发电系统的应用而带来的影响，除此之外本文还对新能源的应用和开发的进行了探讨，以其对日后的工作产生一定的参考作用。由于电网受环境的影响较大，输出具有不稳定性的特点。光伏发电对配电网的电压波动、电能质量和继电保护装置都有不可避免的影响。随着光伏发电和风力发电的蓬勃发展，电力系统储能技术得到了迅速发展，储能装置能有效降低配电系统的峰值充填，降低电网的波动，控制电能质量，提供停电保护，光伏电网集成对电网的影响已经大大消除。
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论文作者:攸杨
论文发表刊物:《电力设备》2019年第3期
论文发表时间:2019/6/11
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