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摘要：随着社会的发展，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。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。
关键词：储能技术；光储系统；光伏并网
引言
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。
1、光伏电站发展形势分析
1.1太阳能资源分布情况
我国太阳能资源丰富，超过2／3地区年日照时数在2000h以上，年辐射量超过5000MJ／m2。据统计，我国太阳能资源可划分为四类（全年辐射量依次为6700～8370ＭＪ/m2，5400-6700 MJ/m2，4200-5400 MJ/m2 and less than 4200 MJ/m2），其中一、二类地区为资源丰富、较丰富带。一类地区主要包括青藏高原、甘肃／宁夏／山西北部、新疆／内蒙古／宁夏南部、河北西北部、甘肃中部、青海东部、西藏东南部；二类地区主要包括山东、河南、吉林、辽宁、云南、山西／广东／福建南部、河北／甘肃东南部、新疆／陕西／安徽北部、江苏中北部。
1.2光伏发电并网运行情况
根据国家能源局相关统计显示，近年来我国光伏发电市场发展迅速，2017年新增装机容量5306万千瓦，光能电站、分布式光能分别为3362万千瓦、1944万千瓦，同比增长11%、3.7倍。基于太阳能资源分布情况，我国光能电站主要集中在西部，但该地区工业基础比较差、能耗有限，存在并据统计，2016年上半年，西北地区太阳能发电量达32.8亿千瓦时，太阳能发电量为19.7%，尤其是新州、西部地区的太阳能发电量分别达到了32.4%、32.1%；整个2016年，西部地区平均太阳能发电量达32.8亿千瓦时。20%，为解决西部光问题，2016年光伏发电机组规范逐步朝着中东部转移，使2017年西部光率有一定的幅度下降，但未从根本上解决问题。未来，西部地区依赖于是我国光伏电站发展的重要区域，因此切实提高电网对光电力的接纳能力是发展的关头。关键所在。近几年来储能技术逐步成熟，其动态响应特性好、寿命长、可靠性高，在提高光电池站并上网应用能力方面深受青睐，逐步得到推广。
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、储能技术的对比研究
目前，储能技术可分为机械储能、电磁储能、电化学储能等，不同的储能技术在额定功率、持续时间及优劣等方面均存在一定差异，见表1。
表1 储能技术综合分析比较
根据我国光伏电站并网发展情况来看，化学储能开发早、技术成熟，目前应用最为广泛，但存在无法实现大电流放电、较大规模组合后使用寿命缩短等问题。超级电容可在短期实现大功率释放，充放电过程与蓄电池完全不同，无化学反应，整个过程完全可逆，不会对器件造成损坏，由此可实现多达几十万次的充放电，不会对环境产生污染，绿色环保；可单独使用，也可组合工作，功率密度高，能量密度却很低，因此还无法大量应用于大容量的储能系统中。但是超级电容与其它储能技术配合，可全面提高储能系统性能。基于此，本文提出将蓄电池与超级电容储能技术混合使用，互为弥补，以获得最佳储能效果。
4、储能技术在光伏并网发电系统中的应用
4.1电力调峰
对电力峰值的功率的调整是为了能够更加有效的应对用电的高峰期，在用电的高峰期会出现功率负载过大的情况，可以根据高峰期负载的情况，使用储能技术对其进行调整，可以依靠实际需求的改变，将系统产生的能量储存在储能装置中。当负载达到高峰时，储能装置释放储存的能量，提供负荷供电的电力，对提高供电的整体运行的稳定性和可靠性有很大的帮助。
4.2提高电网运行的经济性和安全性
近年来，我国的西部地区有着严重的弃光限电问题，这导致在西部地区会有较多的光能没有被有效地利用，使得光伏发电系统的发电效率不高，为了对未被利用的光照问题进行解决，可以通过储能器在光伏系统的发电能力不够限电阈值的时候，来将其所储存的多余的功率运送至电网中，进而能够解决光照利用率低的问题，进一步的提高光伏发电系统的效率。
4.3微电网
微电网是一种相对分散的独立供配电能源系统，主要由负荷和多个微电源组成。系统采用了大量的先进电力技术以及能量管理控制技术，将汽柴油发电机或者风电、光伏发电及储能设备等装置整合在一起，接入到用户侧。微电网可在秒级甚至毫秒级动作，以提高负载供电的可靠性，同时对电网削峰填谷、降低线路损耗、稳定电网电压起到重要作用，还可以提供不间断电源满足负载需求。在未来的供电系统中，微电网系统会成为一个重要的发展方向，微电网系统的运用，将会极大地提升当前电网的工作效率以及其稳定性与安全性，因为微电网系统可以在微电网与发电系统分离的时候对负载进行独立的供电，所以其稳定性会更高。
结束语
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。
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论文作者:赵滨
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第23期
论文发表时间:2019/6/19
标签：储能论文; 光伏论文; 电网论文; 电站论文; 技术论文; 系统论文; 电能论文; 《建筑细部》2018年第23期论文;