储能型光伏并网发电系统应用研究.docxVIP

储能型光伏并网发电系统应用研究

随着工业化进程的加快，化石燃料的消耗问题越来越严重。为此，世界各国不断开发新能源，试图以可再生能源取代传统能源。太阳能作为分布广泛、来源充足的可再生能源，借助光伏被转变为电能，环保无污染，由此成为当前重点开发的能源之一。近年来，随着光伏组件成本的降低，光伏电站建设规模不断扩大，但从实践情况来看，光伏并网发电受到多种因素影响，存在运行不稳定、储能效率不高等问题，亟须通过技术优化改善发电系统的储能性能。

1、光伏并网发电系统

光伏并网发电系统主要由光伏阵列、最大功率点追踪装置、储能装置、逆变器及变压器等构成。光伏并网发电的基础是光伏阵列，通过串并联方式将电池连接并固定在支架上，以实现太阳能向电能的转化。通常而言，光伏并网发电系统具备以下特征。其一，作为依赖太阳能的发电形式，光伏并网发电易受到温度、光照强度、天气等自然因素的影响，导致发电输出功率波动性变化，难以保障稳定的供电效果。其二，光伏并网供电时需借助逆变器进行电能输出方式的切换，以实现并网的目的。但在并网过程中会因频繁切换产生谐波干扰，通常要求总谐波必须低于15%，但过于频繁的波动造成整个电网负荷增加，各种电流设备的寿命受到威胁。其三，光伏并网发电系统中电能接收端数量增加，很容易因电网故障或维修而发生跳脱，导致末端电器设备处于停滞状况而被孤立，从而导致检测失灵现象的产生。

2、光伏并网发电系统对电网的影响

2.1供电质量

光伏并网发电过程中，云层、阴雨天气会遮挡太阳，直接影响光伏发电效率，导致光伏并网发电出现频闪、大波动等问题；部分发电系统在直流电转换时，谐波干扰概率增加，导致电网运转受影响。其一，针对天气变化造成的光伏并网发电质量下降问题，可通过新能源智能微网进行调节，或借助补偿设备予以调度。一方面，分布式光伏并网发电系统主要为当地用户服务，通过并网实现电能的补偿或外送。为减少单一太阳能发电带来的不稳定性因素，可与风能发电组成新能源网，以解决光伏电网系统运行问题。另一方面，集中式光伏并网发电系统则因设置补偿发电设备，以增强电能波动时的调频能力。其二，随着光伏并网发电比例的增加，谐波干扰问题愈发严重。其中，直流电在转变为交流电的过程汇总会产生谐波，若电网中同时存在多个谐波，还可能出现高频谐振。为此，除有效检测光伏并网发电系统中的谐波外，还要通过以下两种方式对谐波干扰加以控制。一方面，在逆变器中设计谐波抑制电路或校正电路，对产生的谐波干扰进行处理。另一方面，在光伏并网发电系统末端增加处理装置，对流入的谐波及畸变电流进行过滤处理。

2.2供电保护

光伏并网发电系统在太阳光过强时，输出功率显著增加，很可能因电流过载引发保护实效问题。而且，特殊雷暴天气下，外露的太阳能板可能遭受雷击。同时，孤岛现象带来的维修风险，将进一步增加光伏并网发电系统的保护成本。其一，光伏发电系统在并网前，支路潮流为单向流动，过载保护也不存在方向限制；而当光伏系统并网后，电网潮流呈现不确定性，此时需要借助方向保护装置，避免系统因过载造成设备故障。其二，为避免雷击对电力设备的损坏，可在光伏并网发电系统的重要部位安装防雷装置。一方面，对于光伏电池组等室外裸露装置，可单独设置环形防雷带，以保护重要组件的使用安全。另一方面，对于变压器类用电设备则可采用外接地线的方式，为整个光伏并网发电系统提供安全保障。其三，光伏并网发电系统引发的孤岛现象，不仅会造成供电管理混乱，还可能造成人身财产安全问题。因此，优化孤岛效应检测机制能将危险因素降至最低。一方面，主动式检测是在光伏并网发电系统中加入扰动信号，系统在正常运行时，因平衡作用扰动信号检测不到；而当孤岛干扰出现时，扰动信号对不断累积并超过标准范围，进而触发抗孤岛效应保护电路。另一方面，被动式检测则通过逆变器输出检测，将其与并网标准进行比对，从而判断是否出现孤岛效应。

3、储能型光伏并网发电系统的应用

对于大规模的光伏发电站，为减少各种影响因素的干扰，进一步提升发电效率，需要增加智能调节装置或储能装置，以提升电网的输电效能。而且，储能型光伏并网发电系统还能通过调控充放电过程，确保电量的稳定输出，减少不良运行引发的各类问题。

3.1在缓解电网压力中的应用

不同地区、城乡之间的用电需求及时段不同，为降低供电系统压力，最大限度满足不同群体的用电需求，可采用储能型光伏并网发电系统。储存型光伏并网发电系统本质上是在电网负载较低时储存电能，而在负载高端时进行释放。“低储高放”的储能方式不仅保障了用电高峰时的电力供应，而且降低了波峰波谷供电对供电系统的冲击，保障了光伏发电系统的平稳运作。此外，微电网的设置进一步提升了供电系统的稳定性。在供电正常状况下，微电网可与光伏并网发电系统向分离，微电网处于独立运作模式，能高效完成供电任务；而当光伏供电压力过大时，光伏电池组