摘要：当前，在我国光伏发电系统技术日趋成熟，储能技术发展也较快，但光伏并网难是行业的弊病，本文结合光伏发电和储能技术的特点，进行论述分析，完成一套较为成熟可靠的光伏储能系统的设计，为小型工业用电或者家用用电提供一套经济可行的解决方案。
关键词：储能技术；光伏发电系统；应用研究
1导言
随着世界范围内化石能源消费的不断增加和化石能源使用带来的环境问题日益突出，传统能源日益制约着人类的发展。因此，积极发展各种可再生新能源已成为许多国家的基本能源政策。其中，太阳能因其广泛、清洁等优良特性而受到广泛关注。在过去的几十年里，太阳能光伏发电已经取得了较快的发展。
2光伏发电并网对电力系统的影响
没有配置储能装置的光伏电源接入对电网的主要影响如下：
2.1对配网电压与其调整的影响
太阳光照强度的不断改变，包含全年或全天的规律改变和气候的随机改变，直接导致光伏系统输出的不可控动摇。光伏电源接入配电网后，系统潮流会发生改变，配电网节点电压会跟着配电网潮流的改变而改变，导致电压差错和不同程度的动摇。跟着光伏电源比例的逐步添加，大规模光伏电源可能会突然增减，难以保证系统的供电质量，电压调理不能顺利进行，终究导致电压超调。别的，由于太阳辐射的改变，需求频频地进行调压操作，大大降低了调压装置的使用寿命。
2.2对配电网保护的影响
辐射网是我国传统的配电网结构。当光伏电源不连接时，传统的配电网为单电源网络，当系统出现故障时，故障电流流为单相。光伏电源接通后，配电网由单一供电网络变为多供电网络，故障电流的分布、巨细和方向也随之改变。然而，传统配电网维护的配置仅仅是基于故障电流的巨细，没有方向性。因而，当光伏电源接通时，会影响维修设备的运转。
2.3对电能质量的影响
并网逆变器是光伏并网体系的重要组成部分。将光伏阵列发生的直流电转化为交流电，便利光伏接入电网。可是，因为逆变器中开关设备的频频损坏，在开关频率附近会发生很多谐波权值，导致体系电压和电流波形失真，影响严峻。关于设计精巧的小容量光伏逆变器，谐波污染一般可以控制在一个令人满意的规范。可是，跟着光伏电源在体系中所占份额的添加，多个逆变器谐波源的叠加大大添加了谐波污染，同时可能发生谐振，严峻影响电力体系的电能质量。
2.4对调度运行的影响
因为光伏系统输出对气候改变的敏感性，表现出不可控制的随机性，限制了光伏系统输出的可调度性。因而，电力调度的稳定性和可靠性是考虑电网需求的一部分，特别是光伏发电在某一地区的比例到达一定程度后。此外，光伏电源与传统电源在电价上存在差异。因而，在光伏供电系统中，在确保电能质量和供电可靠性的前提下进行经济调度也是一个非常重要的问题。
3储能技术在光伏发电系统中的应用
储能技术主要是外部介质完成剩余的储能，然后在需要时释放能量。常用的电能存储技术包含压缩空气储能、化学电池储能、水存储、超级电容储能、飞轮储能、超导磁场储能等。压缩空气储能和水储能是传统的储能方式，目前有许多使用实例。蓄电池储能能满足短期应急电源的使用，且本钱过高，体积过大。超级电容器储能、飞轮储能和超导磁场储能是处理本钱和地域限制的新型储能方式。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆本文主要介绍这三种储能技术在光伏发电体系中的使用。
3.1超导磁场储能在光伏发电系统中的应用
超导磁场储能是地方超导体在一定磁场在超导体，冷却超导体超导的临界温度低于之前，然后去除磁场，超导体内部将磁场磁电流的影响下的临界温度。利用超导体在临界温度下发生连续电能，取得长期贮存电能的作用，是一项关键技术和实际应用。光伏发电体系和超导储能体系由交流母线衔接，供给部分负荷。一些学者使用光伏的输出和本地负载不同中小企业战略的需求功率控制信号的控制器，建立了超导储能体系模型，和光伏发电体系的操作控制方法的研讨，一个好的应对光伏发电简单受到环境的影响，不规范，难以满意负载的需求问题，由负载变化引起的母线电压颤动和母线电压下跌引起的问题具有杰出的补偿作用。
3.2超级电容储能在光伏发电系统中的应用
超级电容利用充放电原理来贮存能量。在电场作用下，电解质中的负离子和正离子分别向正极和负极移动。终究在电极表面构成双层电层，经过高度可逆的化学吸附、脱氧和氧化复原反应贮存能量。超电容器作为一种新式储能材料，具有功率密度高、充放电效率高、无污染等长处。近年来，人们对超级电容器储能技能进行了大量的研究和开发，取得了明显的成果。有人运用大容量的超级电容器充电和放电特性可以无限循环，超级电容器和组合电力设备、功率转化电路连接到光伏阵列和负载，经过补偿光伏电池光伏阵列输出经过改动输出电压，和操作审查的光伏发电体系的最大功率点，翻译试验验证技能可以完成MPPT快，安全的暗影，达到必定的作用。设计了超级电容器的充电控制器和放电控制器，设计了体系的整体结构和控制体系，建立了超级电容器储能独立光伏发电体系的小功率试验通道。经过仿真和试验成果验证了该计划的可行性、杰出的可靠性和稳定性。
3.3飞轮储能在光伏发电系统中的应用
飞轮储能体系是一种新型的储能元件，是机械能和电能的交流装置，具有充放电和储能三种作业方式。可采用多种充电方式，放电经过飞轮驱动发电机发电，并经过电力电子设备转换成电能，坚持飞轮的额定转速旋转，既不充电也不放电。具有较强的经济性，满意绿色高效、安全可靠、电力容量大的要求。具有良好的发展前景和巨大的市场潜力。因而，飞轮储能体系引起了业界的广泛重视。有些人提出一个活泼的平滑操控战略基于模糊操控的光伏飞轮储能体系，应用于安稳有功功率，有效提高权力的平稳输出，大大减少了电力的光伏发电，提高电能质量，减少对电网的影响。依据飞轮储能并网供电计划及相关硬件电路体系，经过仿真验证了升压逆变电路的可行性。特别是有学者基于风光互补多逆变器串联发电体系飞轮储能的充放电特性，对体系的电压安稳性进行了研究。将飞轮电池并联在风力发电机组直流母线上，增加体系最大发电功率，提高体系电压安稳性。
4结语
跟着现代社会对电力与环境保护协调发展意识的增强，以及对电力需求的增加，光伏发电技术越来越遭到人们的重视。但是光伏发电的供电具有必定的间断性和波动性，导致光伏发电不能持续供电，不能在夜间发电，不能满足负荷的接连需求。储能技术的引入可以更好的改进光伏发电系统的特性，完结系统的接连供电和系统的稳定性。但储能技术的剖析和研讨光伏发电系统仍处于初始发展阶段，技术还不可老练和完善，工程运用仅限于小容量系统，光伏发电系统的运用在高功率捆绑约束，光伏发电装机容量的不断扩大，储能技术在光伏发电系统中的使用将遭到越来越多的关注。
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论文作者:李冠楠1,李昊2,许红英3
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/23
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