夏子健
中电投新疆能源化工集团吐鲁番有限公司 新疆维吾尔自治区吐鲁番市838000
摘要：在工业发展快速进步的前提下，煤炭以及石油资源等传统能源消耗非常严重，导致社会出现了严重能源紧缺现象，而一次能源的大量使用同时也给人们的生活环境带来了严重的污染问题，因此，发展低污染、可再生能源技术来逐渐取代传统能源已经成为目前非常紧要的一个课题。太阳能分布非常广泛，而且是一种可再生能源，光伏发电主要是充分利用太阳能来产生电能，近几年该技术得到了快速发展，迄今为止，这些范围内光伏发电整体装机容量已经超过了15GW，但在全体总体装机容量中仅仅占到了1%，而这一比例预计在未来10年中将达到15%左右。由此可见，光伏发电对于世界能源结构来说具有非常重要的意义，在未来具有非常广阔的发展前景。
关键词：光伏并网发电系统；储能技术；应用分析
引言
随着全球范围内的能源危机和环保问题逐渐加剧，化石能源已不再适合作为人类发展进程的主要资源，清洁能源的开发利用成为各个国家关注的重点。其中，太阳能光伏发电凭借清洁、广泛等优良特点，近年来发展迅速，研究与应用成果显著，在电力系统中的渗透率不断增加。然而，不同于传统发电形式，光伏发电易受光照强度等自然因素影响，出力具间歇性和波动性，大规模光伏发电并网对电网产生的不利影响不可忽略。储能技术是电力系统中一种新兴的电能存储技术，可以有效地实现电力系统需求侧管理、消除昼夜间峰谷差、平滑负荷，提高电力设备的利用率，降低供电成本，对于加强系统运行稳定性、调整频率、补偿负荷波动具有良好作用。在新能源技术快速发展的大背景下，如果能在光伏发电系统中配置适当的储能方式并采用适当的控制方法，可以有效解决光伏发电出力的随机性等问题，减少对电网造成的波动和冲击，提高电力系统运行的稳定性。因此，研究储能技术在光伏系统中的应用具有极大实际价值。
1光伏并网储能系统的组成
光伏并网储能系统的典型结构包含四部分：光伏阵列、最大功率点跟踪装置、储能系统和并网逆变器。光伏阵列是光伏并网发电系统的基本环节，是光伏组件根据系统电压、电流的需要，经过串并联安装在支架上构成。光伏阵列是将太阳能转化为电能的能量转换单元。光伏电池阵列具有强烈的非线性特性，输出直接受光照、温度以及负载等因素的影响，最大功率点跟踪控制可以保证在当时的自然条件下获得最大的功率输出，从而充分利用光伏能源。储能系统起着调节、控制作用，在光照良好、发电充足时储存部分电能，需要时释放这部分电能，起到稳定光伏电源输出和调节供用电平衡的作用。并网逆变器和变压器作用是将光伏阵列发出的电压较低的直流电转化为电压等级适合的交流电，从而为光伏并网发电提供必备条件。
2储能技术在光伏发电系统中的应用
2.1在电力调峰的应用
所谓电力调峰，主要操作的目的就在于使峰电时段电网负荷较大的时候，居民以及工厂的用电需求能够最大限度地得到满足，但是，要能够在一定程度上对于用电进行调控，使电网负荷的压力能够得到有效降低。从电网内部储存装置自身的特点来讲，其本质上具有一定程度的灵活性，在电网功率负荷相对较低的阶段，能够将光伏发电系统在实际工作过程中产生的电能进行存储，存储的电能主要是在负荷高峰时段进行释放，这样的操作方式能够使电网在实际进行供电过程中的可靠性得到较大幅度的提升，使电网系统的常规运行能够真正保证稳定，有效避免因电网负荷功率较大而导致的电网运转故障问题出现，保证供电稳定的基础上，使区域的用电需求能够真正得以有效满足。我国各个地区在不同时间段用电总量存在波峰以及波谷一直是一个普遍存在的问题，且这一问题一直以来都受到了社会各界的关注。
尤其是在用电的波峰阶段，由于需要加大发电量来保证电能供给，导致电网的负荷进一步加大，此时一旦电网在运转的过程中出现故障，则会在一定程度上导致供电停止的问题，不仅会影响人民的生产以及生活，同时还会在一定程度上影响人民对于供电单位的信任，降低本单位自身的市场竞争力。由此可见，通过将储能技术应用到电力调峰的过程之中，不仅能够有效减轻供电峰值时期电网所需要承担的负荷，同时也能够使在峰谷时期电网能够正常运转，进而有效弥补波峰以及波谷不同时段因供电量调整而给电力系统带来的冲击，确保光伏发电系统能够维持稳定运转，降低光伏发电系统故障问题的发生概率。
2.2控制技术
根据储能装置的使用特点设置合理的充放电控制装置，可以让储能装置发挥出最大的能量输出，让储能装置使用效率与使用寿命达到最佳。如传统的铅酸蓄电池，它就需要长时间的低电流充电，防止电池铅版形成结晶，如充电电流太大，会降低电池储电能力与电池使用寿命。储能装置中的充电电源光伏电池的充电环境较差，频繁的充电、放电，电流功率忽大忽小，影响电池的适应寿命。那么需要研发先进的储能装置控制管理系统，让储能装置的充电、放电问题能有效地解决。但是工频交流电在目前的储能设备还不能直接使用，配套的电能转化装置还需要研制与开发。
2.3电网角度的应用技术
1)系统建模全面分析要想让光伏储能系统研制的科学、合理，还需对光伏储能系统全面的综合分析，包含系统运行管理、运行的可靠性、经济性等方面。需要依据光伏行业的标准，分析光伏储能系统的使用周期与经济性。需要研发者根据系统进行建模，模拟光伏并网电站中储能系统的应用，全面分析光伏储能系统的运行情况，不断分析与改进，促进储能系统在光伏并网系统合理的应用，让储能系统成熟、合理的发展，提高光伏储能系统的应用效果与价值。2)电网电能质量控制储能系统投入并网光伏发电系统中后，可改善光伏电源的供电特性，使供电更加稳定。因此，通过合适的逆变控制策略，光伏储能系统可以实现对电能质量的控制，包括稳定电压、调整相角以及有源滤波等。3)微电网微电网并网是未来输配电系统的一个重要发展方向，可以显著提高供电可靠性。当微电网与系统分离时，即微电网运行在孤岛模式时，微电网电源将独立承担负荷的供电任务。此时，在光伏电源构成的微电网中，储能系统将是为负载提供安全稳定供电的重要保证。
2.4在负荷响应时的应用
电网在实际运转的过程中，为了最大限度地保证运转的稳定性，减少故障问题的发生概率，往往会针对一些高功率的负荷进行自动控制并调整，在负荷的高峰阶段，不同部分的电网往往会交替运作，进而确保负荷高峰阶段电网的运转能够真正保证安全以及正常。而通过在电力用户中应用光伏储能系统，则能够最大限度地保证针对用户的供电稳定，但是在这一过程中，相关人员需要重点关注的一个问题就是光伏储能电站以及电网之间在与负荷响应控制系统进行连接的过程中，至少有一条通信线路能够正常工作，这样的操作方式能够最大限度地避免一些高功率设备给光伏发电系统正常运转带来的不利影响，真正实现负荷的高质量响应。在将负荷响应技术应用到光伏发电系统的过程中，通过对不同电网选择性的交替应用，能够有效降低光伏发电系统在实际运转过程中故障的发生率，通过负荷响应，及时对高功率的负荷进行调整，使其能够在临界值范围之内进行工作，保证供电稳定的基础之上，还能在一定程度上减少调整供电量过程中给电网正常运转带来的不利影响，确保电网能够稳定运转，进而最大限度地保证整体的供电质量。
结语
总之，电力储能技术正朝着转换高效化、能量高密度化和应用低成本化方向发展，本文就储能技术在新能源电力系统中的应用展开阐述，讨论了储能技术在光伏并网中的应用及未来储能系统的发展需求。当然，目前储能装置的应用还存在一定的问题，因此要不断强化研发，促进光伏并网发电系统的快速发展。
参考文献
[1]郑光辉.基于虚拟同步发电机功率控制策略的光伏发电系统研究[D].重庆：重庆大学，2014.
[2]梁尚超.光伏发电系统中混合储能及接入微电网技术仿真研究[D].北京：华北电力大学，2014.