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独立光伏发电系统储能技术及放电管理分析

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孟航晔雷刚

摘要：近年来，光伏发电在新能源领域当中得到了越来越广泛的应用，而储能技术对于光伏發电系统具有极其重要的意义，储能构件的可使用时间与整个独立光伏发电系统的可使用时间有着直接关系；而对于放电的深度、周围环境的温度以及充电时的电压等因素都对系统当中储能构件的正常运作产生着影响。本文首先对独立光伏发电系统中的储能技术进行了探讨，之后对独立光伏发电系统中的放电管理模块进行了分析和研究。

关键词：独立光伏发电系统；储能技术；放电管理

引言

在世界经济飞速发展的形势下，能源得到了越来越广泛的使用，因此也使其被源源不断的开采。现如今，因全世界经济发展的需要而导致了能源的大量消耗，自然能源不但在满足人类发展要求方面已经显示出了匮乏的状态，而且在煤和石油等化石燃料的过度消耗过程中也造成了全球变暖和生态环境不断恶化的后果，使人类在生存上受到了严重的威胁。所以，可再生能源技术逐渐被越来越多的人关注。而在众多的可再生能源技术当中，光伏发电更是受到了人们的重视，并且新的可再生绿色能源的出现也在和大程度上改善了现阶段能源匮乏的问题。

1.独立光伏发电系统概述

独立光伏发电系统，属于一种与公共电网相独立的光伏发电的架构，其输出的功率输出到本地的交流或者直流负载上。多数都是使用在不适合架设输电线路的偏远地带，其在供电方面并不是很可靠也不是特别的稳定，特别容易被负荷与气候等因素所影响，如此一来，加设能量的储存与管理的环节是非常具有必要性的。系统当中基本上有光伏阵列和DC/DC变换器，还包括蓄电池组和其管理模块以及逆变器和负载等相关构件。DC/DC变换器是使光伏阵列当中产生出来的电能所具有更高的稳定性，然后将此电能输送到蓄电池组内进行储存，以备在日照不够充足的时候使用。

2现阶段我国光伏产业以及储能与蓄电池管理的基本状况

2.1光伏产业的发展状况

我国的光伏电池技术最早出现在建国的初期，最开始是用来制造卫星，而在工业领域使用则是始于上世纪七十年代，一路走来，到今天在其生产的能力上已达4.5兆瓦，此后，我国光伏发电的产业便发展的更加迅猛，产量呈直线上升的趋势。2005年《可再生能源法》的实施，让不同类型的具有可再生性质的能源能够在该政策的辅助下实现了可持续发展，当然，这其中也包括光伏发电。与此同时，在北京举办第二十九届奥运动会时，光伏发电技术又在奥运的建筑建设当中得到了使用，之后在国家体育馆当中也使用了130千瓦的太阳能光伏发电系统。然而，虽然我国的光伏发电技术取得了一定的成就，但比起一些发展速度较快的国家，实施有着一定差距的。所以说，我国现阶段的光伏产业仍有一定的发展空间。

2.2储能与蓄电池管理的基本状况

由于储能的相关技术弥补了传统的电网控制技术当中的不足，因此，其也得到了越来越广泛的关注，而且在光伏发电和风能发电等系统当中也占据着重要的地位，储能技术的提升对光伏发电系统具有很大的影响作用，主要体现在负荷的调节，电网的削峰和减慢或者降低输配电建设的成本方面。目前，储能和放电管理技术在我国得到了大力的推广和使用。首先，科技信息部、发改委和财政部门等政府机构共同提倡实施一项风光储送示范的工程建设，其规模堪称目前全球之最，此工程的建设耗费的资金达到了百亿元，与100兆瓦的光伏发电及500兆瓦的风力发电规划相结合之后，其储能的能力更是达到了75兆瓦；其次，在我国颁布的相关文件中提到，对新能源的发展一定要加以重视，不断提高对于新能源的储能技术和充放电管理的相关研究工作。光伏系统当中的储能部件在使用的过程中还尚存一些有待解决的问题，首先，具有一定先进性的储能构件要在合理的应用方式辅助之下才能够使用，然而在光伏系统的使用过程中，用于储能的蓄电池会因为受到温度和放电的深度等相关因素的影响而使其正常使用的时间变短，以此降低系统整体的使用性能；其次，独立光伏发电系统在长期处于潮湿环境当中的时候，还会产生供电不足和放电过度的问题，此问题的产生也会在一定程度上对蓄电池乃至整个系统的使用造成影响。所以，在对其加以使用的时候一定要对相应的问题及时进行解决。

3.对独立光伏系统当中的储能技术和相关模型的研究

在新能源不断的被开发与使用的过程中，独立光伏系统中的储能构件得到了大力的推广，大众对于储能构件的模型研究和充放电控制办法的分析也越来越重视，搭建的模型大致包括以下几种：

3.1蓄电池等效式模型

初级的模型、在初级模型基础上加以改进的模型、动态式的模型以及Thevenin的模型，以上这些蓄电池模型与能量的相关管理措施都是优缺点并存的，基本上都要以实际的情况作为依据对其加以改进之后再使用。

3.2蓄电池超级电容器模型

蓄电池和超级电容器结合而产生的混合式电源可以在很大程度上体现出其具有的优势，具体表现在蓄电池的比