储能技术在光伏发电系统中的应用研究
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光伏发电与储能结合的实际例子光伏发电与储能结合是一种将太阳能转化为电能,并将电能进行存储的技术。
这种技术的应用可以提高光伏发电系统的可靠性、稳定性和可持续性,使其更好地适应电网需求和用户需求。
以下是一些光伏发电与储能结合的实际例子。
1. 德国Neuhardenberg太阳能电站:该电站是一个光伏发电系统,通过将发电系统与储能系统相结合,可以在太阳能光照不足或没有光照时继续向电网供电。
储能系统采用锂离子电池,并能够储存大量的电能。
2. 美国加州南加州电网:南加州电网在光伏发电系统中引入了储能技术,以平衡电网的负荷和供电需求。
储能系统采用大容量的钠硫电池,可以在太阳能光照不足或电网需求高峰时释放储存的电能。
3. 澳大利亚霍尔斯蒙太阳能电站:该电站是一个大型的光伏发电系统,同时配备了储能系统。
储能系统采用的是锂离子电池,可以将白天发电的多余电能储存起来,在夜晚或低光照时释放电能。
4. 中国青海格尔木光伏电站:格尔木光伏电站是中国目前最大的光伏发电项目之一,该项目引入了储能技术。
储能系统采用的是纳米硅钠电池,可以储存大量的电能,并在需要时向电网供电。
5. 瑞士TESLA Hornsdale储能项目:该项目是由特斯拉公司提供的储能解决方案,用于配合光伏发电系统。
储能系统采用锂离子电池,并可以快速响应电网需求,提供稳定的电力供应。
6. 日本福岛县大野町光伏电站:大野町光伏电站是一个通过光伏发电与储能结合的微电网系统。
该系统采用锂离子电池进行电能储存,可以在停电或紧急情况下为当地提供可靠的电力供应。
7. 加拿大安大略省Sault Ste. Marie太阳能发电站:该发电站是一个光伏发电系统,采用了储能技术进行电能储存。
储能系统利用钠硫电池储存电能,以平衡电网负荷和供电需求。
8. 德国鲁尔区域光伏发电系统:鲁尔区域的光伏发电系统引入了钠硫电池储能技术,以应对不同季节和天气条件下的电网需求变化。
储能系统可以在需要时释放储存的电能,以平衡光伏发电系统的供电和电网需求。
储能技术的应用案例研究及经验总结随着全球能源需求的不断增长和可再生能源的快速发展,储能技术正扮演着越来越重要的角色。
储能技术的进步不仅可以解决可再生能源波动性的问题,还能提高电网的稳定性、增加电能供应的弹性和可靠性。
本文将研究储能技术的应用案例,总结经验教训,旨在为未来的储能技术应用提供有益的启示。
一、储能技术在电力系统中的应用案例研究1. 储能技术在风电场中的应用风能是一种不稳定的能源源头,其产生的电力存在波动性。
储能技术在风电场中的应用可以解决风能波动性对电力供应的影响,提高风电场的出力可靠性。
丹麦的Horns Rev 2风电场使用了锂离子电池储能系统,通过储能系统的调度控制,可以平滑风能输出并提供稳定的电网支持。
2. 储能技术在太阳能光伏场中的应用太阳能光伏场同样受到日照强度和天气变化的影响,其输出电力存在不稳定性。
德国的Alt Daber太阳能光伏场利用燃料电池和压缩空气储能技术,实现了对太阳能电力的储存和平滑输出,提高了光伏场的可靠性和灵活性。
3. 储能技术在电力市场中的应用储能技术的应用不仅可以解决可再生能源的波动性问题,还能提供更好的电力市场参与方式。
美国加州的Mira Loma储能项目采用了锂离子储能技术,将储能系统接入电力市场,通过参与能源市场的调节服务,实现了可再生能源的最大化利用,并且为电力市场提供了更灵活的调度手段。
二、储能技术应用案例的经验总结1. 综合考虑储能技术的成本效益选择适合的储能技术应用案例需要综合考虑成本效益因素。
不同的储能技术在价格、储能容量、寿命和效能等方面存在差异。
因此,在选择具体的储能技术应用案例时,需要综合分析其经济性,并确定其对电力系统的增值能力。
2. 提高储能技术的运维管理水平储能技术应用案例的成功不仅依赖于技术的先进性,更需要高水平的运维管理。
对于储能设备的周期性维护、运行数据监测和故障预警,都需要进行科学的管理和有效的实施。
加强运维管理可以提高储能系统的可靠性和运行效率,降低运营成本。
储能技术在光伏发电系统中的应用摘要:在可持续观念的应用中,相关部门加大了新能源的开发和利用,光伏发电系统被应用到建筑、工业等不同的领域中,它可以利用光伏电池组以及逆变器等设施实现能源的转换,可以分为独立光伏发电和并网光伏发电两部分。
但是对于光伏发电系统来说,能源的浪费以及利用率问题也是当前存在的难点,可以将储能技术应用到其中,减轻光伏发电系统在并网中的波动,便于能量的转换。
本篇文章通过对储能技术在光伏发电系统中的应用优势进行阐述,分析储能技术在光伏发电系统中的应用类型,从而探讨储能技术的具体应用。
关键词:储能技术;光伏发电系统;电能;引言光伏发电系统是由储能装置、太阳能电池组件以及逆变器等设施组合而成,它在实际的应用中具有一定的综合性,可以在不同地区进行安装,而且具有模块化的特点,在能源的转换上较为安全,同时,光伏发电系统具有一定的独立性,可以在远离电网的地区进行独立供电。
但是从光伏发电系统的应用原理来看,它主要是利用日照进行发电,需要通过储能技术的应用确保电能输出的连续性,有关人员可以就此进行研究,围绕储能技术展开探讨。
1、储能技术在光伏发电系统中的应用优势1.1提高能源的利用率光伏发电系统是利用光生伏特效应将光能直接转化为电能的过程,它包括不同的电子元器件,可以与农业、工业等领域结合到一起,是当前新能源发展的重要组成部分。
但是对于光伏发电系统来说,它存在不同的漏洞问题,就能源的转化率来说,单晶硅、多晶硅等器件都可能造成不同的影响,而且光伏发电需要在日照条件下进行转换,这就导致需要通过储能技术的应用对电能进行存储。
储能技术在光伏发电系统中可以有效的提高能源转化率,对光照条件下收集的电能进行存储,将其应用到合理的位置,增强光伏发电系统在应用中的灵活性。
1.2提升供电的可靠性对于当前的光伏发电系统来说,它可以通过独立或者并网的方式应用到建筑等领域中,实现电能的供应。
但是光伏发电系统受日照以及环境等因素影响,它的电能在输出中存在不稳定的状态,如果仅仅是通过太阳能电池组进行供电,就会导致阴天或者黑天情况下电能的中断,从而对供电系统造成影响,在这种情况下,储能技术的应用可以提升供电过程的可靠性,将光照条件下的多余电能进行收集和存储,将其应用到太阳能较弱的时间区域中,确保供电的合理性和连续性。
光伏发电的储能技术与应用光伏发电作为一个清洁、可再生能源,因其环保、固定成本低、长期稳定、安全可靠等优势,被广泛应用于城市化进程和能源革命中。
随着太阳能发电技术的不断进步,光伏发电的发展前景越来越广阔,同时也出现了一些问题。
太阳能能源存在不稳定性,需要储能技术辅助解决。
储能技术通常被称为能量存储技术,是将能量以电、化学、热、气等方式进行存储,以便在需要的时候使用。
在光伏发电中,一般采用电力储能技术,主要包括蓄电池、超级电容器、储钠技术、压缩空气储能等。
蓄电池是光伏发电系统常用的一种储能技术。
蓄电池可以根据充电和放电的需要,通过正负极的嵌入与释放反应来转化能量。
蓄电池的优点是能量密度高、电池响应速度较快、使用寿命长。
但其缺点是成本高、有污染风险、存在充放电效率损失等问题。
超级电容器是一种使用电场而非化学反应来储能的设备。
超级电容器具有能量密度低、功率密度高、响应速度快、使用寿命长、环保等优点,广泛应用于光伏发电系统和电网降峰填谷的领域。
储钠技术是一种通过电子转移过程储存能量的技术。
它可以尽可能地减少能量在转换过程中的能量损失,提高能量转化效率。
它的缺点是储存能量密度低,不适用于大容量储能的场景。
压缩空气储能是一种将太阳能转换为压缩空气储存的储能方式。
它利用电力将压缩空气储存在储气罐中,待需要能量时再将压缩空气放出并通过发电机进行发电。
压缩空气储能的优点是储能周期长、容量大,但成本较高。
综上所述,通过储能技术,可以充分利用光伏发电系统提供的清洁能源,并将剩余能量进行储存。
这将有助于解决能源质量不稳定、电网负载的昼夜不均、需求峰值问题等,也将进一步促进光伏发电低碳节能转型。
随着环境保护意识的不断提高,清洁能源被视为未来能源发展的方向之一。
光伏发电作为获得清洁能源的一种方式,其能够为全球提供可持续的电力,成为国家电力供应重要的补充。
然而,太阳能能源在使用中不稳定性和间歇性,因此需要储存技术的辅助应用。
储能技术的选择需要根据不同场景需求进行衡量。
储能技术在光伏电站并网中的应用1. 引言1.1 储能技术在光伏电站并网中的应用概述随着可再生能源的快速发展,光伏电站在全球范围内得到了广泛应用。
光伏电站存在着日夜间发电不连续、电力输出波动等问题,给电网运行带来了一定挑战。
为了解决光伏电站的这些问题,储能技术被引入并应用于光伏电站并网系统中。
储能技术能够在光伏电站发电量不稳定的情况下,储存多余的电能,待需要时释放出来,从而实现对光伏电站发电的平滑调节。
储能技术还可以提升光伏电站的调度能力,帮助光伏电站更好地适应电网的需求。
储能技术还可以减少光伏电站对传统电网的影响,帮助提高电网的稳定性和可靠性。
储能技术在光伏电站并网中的应用具有重要意义,不仅能够提升光伏电站的功率平滑性和调度能力,还可以减少对传统电网的影响。
通过不断探索和应用储能技术,光伏电站可以更好地融入电力系统,实现可持续发展。
2. 正文2.1 光伏电站并网系统介绍光伏电站并网系统是指将多个光伏发电系统通过适当的输电设备和控制系统连接到电网中,实现发电系统与电网之间的互联互通。
在光伏电站并网系统中,通常会包括光伏组件、逆变器、变压器、配电系统和监控系统等组成部分。
光伏电站并网系统的运行原理是将光伏发电系统产生的直流电转换为交流电,并通过变压器提高电压水平,然后将电能输送到电网中。
在系统运行过程中,逆变器可以对电网的频率、电压和功率进行实时监测和调节,确保光伏电站与电网之间的稳定连接。
在光伏电站并网系统中,储能技术的应用可以有效提高系统的运行效率和稳定性。
通过储能设备的储能和释能,可以实现对光伏发电系统的功率平滑和调度能力的提升,同时减少光伏电站对传统电网的影响,促进光伏发电的可持续发展。
储能技术在光伏电站并网系统中发挥着重要的作用,为光伏电站的智能化和高效运行提供了有力支持。
2.2 储能技术在光伏电站中的应用案例1. 德国Neckarwestheim核电站旁的光伏电站项目:该项目将储能技术与光伏电站结合,实现了可再生能源的高效利用。
储能技术在光伏并网发电系统中的应用摘要:由于光伏发电随光照强度的变化,稳定性较差,且光伏发电产生电量无法储存,给光伏并网电能质量造成一定影响,所以只能将其转换为电能进行储存来满足电网用电负荷高峰时的使用,而且光伏发电的输出功率容易受到环境条件中光照强度以及温度等因素变化的影响,在并网发电时容易对电网产生较大的冲击影响,因此需要采用储能技术对其进行控制以及减弱并网发电时对电网的冲击,基于此,本文对储能技术在光伏并网发电系统中的应用进行探讨。
关键词:储能技术;光伏并网发电系统;应用1光伏并网发电系统的特点及结构光伏并网发电系统可以将太阳能电池阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电,并实现与电网连接并向电网输送电能。
这种发电系统的灵活性在于,在日照较强时,光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网;而当日照不足,即太阳能电池阵列不能为负载提供足够电能时,又可从电网索取电能为负载供电。
1.1光伏并网发电系统的特点(1)光照强度、温度等各种环境因素会对光伏发电系统产生影响,由此就会导致其输出功率产生剧烈变化,天气多变状况下,其功率也会呈现出非常明显的随机性和不可控性;(2)光伏发电系统整体造价成本较高,因此,要充分利用最大功率点跟踪技术来实现对太阳能资源的最大程度利用,而且,电网必须还能够对光伏电能进行最大程度的吸收;(3)为了实现对太阳能的高效利用,通常情况下光伏发电系统在并网的过程中会将电流以及电压设置为同相,即整个系统只能够提供有功功率。
1.2光伏并网发电系统结构其主要包括了光伏列阵、最大功率点跟踪装置、储能系统、并网逆变器以及并网电压器等几个部分。
在整个光伏并网发电系统中,光伏列阵是其最基本的组成部分,其主要通过将太阳能光伏电池进行单体串并联来组成,然后充分结合发电系统实际需要,将其按照串联以及并联等方式安装在支架上,光伏并网发电系统中太阳能转化为电能的过程主要是通过光伏列阵单元来实现;为了充分保证光伏能源能够实现充分利用,就必须要利用最大功率点跟踪装置来实现对其控制,由于光伏电池阵列具有非常明显的非线性特征,因此,其功率输出会受到光照、温度、负载等各种因素的一种影响,而利用最大功率点跟踪装置能够充分保证光伏电池阵列在实际运行过程中始终保持相应的最大功率输出状态,在此基础上就能够实现对光伏能源的高效利用;储能系统在整个光伏并网发电系统中发挥出了调节、控制的作用。
光伏储能一体化技术的研究与应用概述光伏储能一体化技术是将太阳能光伏发电和能量储存两大核心技术结合起来的一种新兴的能源解决方案。
它通过将光伏发电系统和储能系统集成在一起,使得太阳能的利用更加高效和可持续。
本文将对光伏储能一体化技术的研究进展和应用进行探讨,分析相关技术的优势和挑战,并展望未来的发展趋势。
1. 光伏储能一体化技术的研究进展光伏储能一体化技术的研究在过去几年取得了显著的进展。
其中,光伏发电技术的提升和成本的降低使得光伏系统的效率不断提高。
同时,能量储存技术,尤其是电池技术也得到了长足的发展。
新型的锂离子电池、钠离子电池等储能技术不断涌现,提高了能量密度和循环寿命,降低了成本。
此外,光伏储能一体化系统中的电力电子设备和智能控制系统也得到了改进和优化,进一步提高了系统的运行效率和稳定性。
2. 光伏储能一体化技术的应用光伏储能一体化技术在能源领域的应用前景广阔。
首先,光伏储能系统可以解决光伏发电不稳定的问题。
由于天气和时间的影响,太阳能的输出具有波动性,而储能系统可以存储过剩的电能,以供不足时使用,从而实现能源的平衡。
其次,光伏储能系统还可以为偏远地区提供电力供应。
在一些无法接入传统电网的地区,光伏储能一体化技术可以为当地居民和企业提供可靠的电力。
此外,光伏储能系统还可以与电动汽车充电桩结合,为电动汽车提供便捷的充电服务,推动电动汽车的普及和发展。
3. 光伏储能一体化技术的优势与挑战光伏储能一体化技术具有多重优势。
首先,它能够更充分地利用可再生能源。
太阳能作为最常见的可再生能源之一,具有丰富的资源和广泛的分布,通过光伏储能一体化技术,太阳能可以被高效地转化为电能并进行储存。
其次,光伏储能一体化系统具有低排放和环保的特点,不会产生二氧化碳等有害气体,对环境影响较小。
此外,光伏储能一体化系统还具有可靠性高、寿命长、运维成本低等优势。
然而,光伏储能一体化技术也面临一些挑战。
首先,成本仍然是一个限制因素。
储能技术在光伏发电系统中的应用研究1. 引言1.1 研究背景为了解决光伏发电系统的稳定性和可靠性问题,越来越多的研究开始关注储能技术在光伏发电系统中的应用。
储能技术能够对光伏发电系统进行能量存储与调度,平衡发电与负荷之间的矛盾,提高系统的利用率和可靠性。
研究储能技术在光伏发电系统中的应用,对于促进可再生能源的发展和推动能源转型具有重要意义。
1.2 研究目的研究目的是为了探讨储能技术在光伏发电系统中的应用现状和发展趋势,分析其对光伏发电系统运行效率和可靠性的影响,为进一步优化光伏发电系统设计和运营提供理论支持。
通过深入研究储能技术在光伏发电系统中的作用机制和应用方式,探讨其在提高光伏发电系统自身能源利用率、平滑输出功率波动、增强系统的稳定性和可靠性等方面的作用,为未来光伏发电系统的发展提供有益参考。
通过总结现有研究成果,分析其不足之处并提出改进方向,为未来相关研究提供指导和启示,促进储能技术在光伏发电系统中的更加广泛应用和推广。
1.3 研究意义储能技术在光伏发电系统中的应用研究具有重要的意义。
光伏发电系统是一种可再生能源技术,具有环保、可持续的特点。
光伏发电系统存在着间歇性和波动性的缺点,无法稳定地提供电力输出。
储能技术的引入可以帮助解决光伏发电系统的这一问题,使得系统的电力输出更加稳定可靠。
储能技术可以提高光伏发电系统的自给自足能力,减少对传统电网的依赖。
在能源转型和可持续发展的背景下,光伏发电系统与储能技术的结合可以促进新能源的大规模应用,推动能源结构的升级和优化。
研究储能技术在光伏发电系统中的应用还可以为我国能源安全和可持续发展提供技术支持。
随着我国能源消费的快速增长和环境问题的日益突出,有必要加大对储能技术的研究和应用,促进能源革命和绿色发展的进程。
对储能技术在光伏发电系统中的应用研究具有重要的理论和实践意义。
2. 正文2.1 光伏发电系统概述光伏发电系统是利用光伏电池将太阳能转化为电能的系统。
储能技术在光伏发电系统中的应用研究【摘要】本文研究了储能技术在光伏发电系统中的应用。
在介绍了背景和研究意义,明确了研究目的。
在首先概述了光伏发电系统的基本情况,然后详细探讨了储能技术在光伏发电系统中的现状和对性能的影响,以及与负载调节的配合关系。
最后展望了储能技术在光伏发电系统中的未来发展。
在总结了储能技术在光伏发电系统中的应用前景,指出了研究的不足之处,并提出了改进方向。
通过本文的研究,可以更好地了解储能技术在光伏发电系统中的作用及未来发展方向,为相关领域的研究和实践提供参考。
【关键词】光伏发电系统、储能技术、应用研究、性能影响、负载调节、未来发展、应用前景、总结展望、不足改进方向。
1. 引言1.1 背景介绍光伏发电系统作为清洁能源的重要组成部分,在全球范围内得到了广泛的应用和发展。
随着光伏发电技术的不断进步和成熟,其发电效率和经济性也逐渐提高,成为替代传统化石能源的重要选择。
光伏发电系统也面临着诸多挑战,如天气条件的不确定性、发电功率的波动性以及电网接入的问题等。
针对储能技术在光伏发电系统中的应用研究具有重要意义。
通过深入探讨储能技术与光伏发电系统的结合方式、影响机理及未来发展趋势,可以为促进光伏发电系统的智能化、高效化提供理论支持和技术指导。
对储能技术在光伏发电系统中的应用前景和发展趋势进行研究,有助于推动清洁能源的发展,推进能源转型进程。
1.2 研究意义储能技术在光伏发电系统中的应用具有重要的意义。
储能技术可以帮助平衡光伏发电系统的发电和用电之间的矛盾,实现能量的储存和调度。
通过储能技术,光伏发电系统可以在削减电网负荷峰值、提高供电可靠性、降低电力设备运行成本等方面发挥重要作用。
随着能源危机和环境问题的日益严峻,储能技术的应用还能推动光伏发电系统的可持续发展,促进清洁能源的普及和应用。
研究储能技术在光伏发电系统中的应用具有重要的现实意义和深远意义。
通过深入探讨储能技术与光伏发电系统的结合方式和效果,可以为提高系统的整体性能、推动清洁能源的发展以及促进能源转型提供科学依据和技术支持。
储能技术在光伏发电系统中的应用发布时间:2022-06-08T01:46:23.332Z 来源:《福光技术》2022年12期作者:李小娟[导读] 光伏发电系统(photovoltaic generation system),是指利用光伏电池的光生伏特效应,将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。
中国能源建设集团广西电力设计研究院有限公司 530007摘要:在目前的形势下,中国经济发展迅速,各行各业得到了很大发展,极大地促进了国家的发展和人民生活水平的提高。
但是经济的快速发展也带来了资源消耗的问题。
就发电领域而言,我国仍以火力发电为主,每年都会消耗大量的煤炭资源。
随着科学技术水平的提高以及国家对于新能源的重视,光伏发电储能技术的应用逐渐兴起。
本文就针对储能技术在光伏发电系统中的应用进行了研究。
关键词:储能技术;光伏发电系统;应用1储能技术与光伏发电系统概述1.1光伏发电系统光伏发电系统(photovoltaic generation system),是指利用光伏电池的光生伏特效应,将太阳辐射能直接转换成电能的发电系统。
光伏发电系统分为独立光伏系统和并网光伏系统。
独立光伏发电系统由太阳能光伏阵列、蓄电池组、充电控制器、电力电子变换器(逆变器)、负载等组成。
其工作原理是,太阳辐射能量经过光伏阵列首先被转换成电能,然后由电力电子变换器变换后给负载供电。
同时将多余的电能经过充电控制器后以化学能的形式储存在储能装置中。
这样在日照不足时,储存在电池中的能量就可经过电力电子逆变器、滤波和工频变压器升压后变成交流220V、50Hz的电能供交流负载使用。
太阳能发电的特点是白天发电,而负载往往却是全天候用电,因此在独立光伏发电系统中储能元件必不可少,工程上使用的储能元件主要是蓄电池。
并网光伏发电系统由光伏阵列、高频DC/DC升压电路、电力电子变换器(逆变器)和系统监控部分组成。
其工作原理是,太阳辐射能量经过光伏阵列转换后,再经高频直流变换后变成高压直流电,然后经过电力电子逆变器逆变后向电网输出与电网电压相频一致的正弦交流电流。
储能技术在光伏发电系统中的应用研究
储能技术的发展对新能源发电的应用具有一定的促進作用。
针对光伏发电稳定性问题,在总结各类储能技术研究现状和优缺点对比的基础上,分析了储能装置对光伏发电系统的积极作用,并在PSCAD中搭建典型光储模型进行仿真研究。
结果表明,储能装置能够维持光伏发电系统的功率稳定,对确保电力系统运行的可靠性与稳定性具有不可或缺的作用。
标签:光伏发电;储能技术;稳定性
光伏太阳能是一种分布广泛、取之不尽、用之不竭的可再生能源。
光伏发电作为太阳能利用的一种方式,在过去的几年里迅猛发展。
光伏电源不同于传统电源,它的输出功率随光照强度、温度等环境因素的改变而剧烈变化。
因此,光伏发电若要取代传统能源实现大规模发电,对电网产生的冲击影响不可忽视[1]。
随着光伏发电系统在电网中所占比例的不断增大,它对电网带来的影响必须得到有效治理,以保证供电的安全可靠性[2]
1、光伏储能系统的组成
光伏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、储能系统和逆变器。
光伏阵列是光伏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[3]。
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。
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,从而为光伏发电提供必备条件。
2、无储能光伏发电系统对电网的影响
目前,由于光伏发电系统规模相对于电网规模较小,也由于储能系统成本较高,光伏发电系统通常不采用储能系统,使得光伏系统对电网带来了一些不良影响。
随着光伏发电系统规模的不断扩大和光伏电源在系统中所占比例的不断增加,这些影响变得不可忽视[4]。
光伏发电系统对电网的影响主要是由于光伏电源的不稳定性造成的,从电网安全、稳定以及经济运行的角度分析,不加储能的光伏发电系统对电网造成的影响主要有以下几点。
2.1 对线路潮流的影响
未接入光伏系统时,电网支路潮流一般单向流动,且对配电网来说随着距变电站的距离增加,有功潮流单调减少。
然而,当光伏电源接入电网后,从根本上改变了系统潮流的模式,且潮流变得无法预测,同时也可能造成支路潮流越限、
节点电压越限等,影响系统的供电可靠性。
光伏发电系统向电网供电,降低了机组利用小时数,牺牲了电网的经济性运行。
2.2 对系统保护的影响
当光照良好、光伏电站输出功率较大时,短路电流将会增大,可能会导致过流保护配合失误,而过大的短路电流还会影响熔断器的正常工作。
此外,对于配电网来说,未接入光伏系统前,支路潮流一般是单向的,其保护不具有方向性。
而接入光伏发电系统后,该配电网变成了多源网络,网络潮流的流向具有不确定性。
因此,必须要求增设具有方向性的保护装置。
2.3 对电能质量的影响
受云层遮挡的影响,光伏电源的发出功率可能在短时间内从100%降到30%以下,或由30%以下增至100%。
对于大型光伏系统来说,这会引起电压波动与闪变或频率波动。
此外,由于光伏发电系统发出的电能为直流电,必须经过逆变装置接入电网,而这一过程必将产生谐波,对电网造成影响。
2.4 对运行调度的影响
光伏电源的输出功率直接受天气变化影响而不可控制,因此光伏电源的可调度性也受到制约。
当某个系统中光伏电源占到一定比例后,电网运行商应认真考虑如何安全可靠地进行电力调度。
另外,光伏电价与常规电价存在差异,如何在满足各种安全约束的条件下对电网进行经济性调度,也是一个值得关注的问题。
3、储能在光伏发电中的应用
解决光伏电站对电网的影响,提高光伏电站容量,有两种措施:一是从电网角度,提高电网灵活性,建设智能电网;二是从用户角度,为光伏电站配置储能装置[5]。
3.1 电网角度的应用技术
3.1.1 电力调峰
调峰的目的是尽量减少大功率负荷在峰电时段对电能的集中需求,以减少电网的负荷压力。
光伏储能系统可根据需要,在负荷低谷时储存光伏系统发出的电能,然后在负荷高峰时再释放这部分电能为负荷供电,从而提高电网的功率峰值输出能力和供电可靠性。
3.1.2 电网电能质量控制
储能系统投入光伏发电系统中后,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。
3.1.3 微电网
微电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。
3.2 用户角度的应用技术
3.2.1 负荷转移
许多负荷高峰并不是发生在光伏系统发电充足的白天,而是发生在光伏发电高峰期后。
储能系统可在负荷低谷时将光伏系统发出的电能储存起来而不是完全送入电网,待到负荷高峰时再使用。
这样储能系统和光伏系统配合使用,可以减少用户在高峰时的市电需求,使用户获得更大的经济利益。
3.2.2 负荷响应
为保证负荷高峰时电网可以安全可靠运行,电网会选定一些高功率的负荷进行控制,使它们在负荷高峰期时交替工作。
当这些电力用户配置光伏储能系统后,则可以避免负荷响应策略对上述高功率设备正常运行带来的影响。
负荷响应控制系统需要光伏储能电站和电网之间至少有一条通信线路。
3.2.3 断电保护
光伏储能系统一个重要的好处是可以为用户提供断电保护,即在用户无法得到正常市电供应时,可以由光伏系统提供给用户所需的电能。
4、储能系统发展需求
目前,常用于光伏发电系统中的储能装置是蓄电池,但是蓄电池的循环寿命短、功率密度低、充放电要求严格、价格较昂贵,限制了它在光伏发电中的大规模应用。
为了实现储能技术在光伏发电中的广泛应用,提高光伏性能,储能系统的发展需要从储能技术和控制技术两个方向考虑。
4.1 储能技术
用于光伏发电的储能装置往往工作环境比较恶劣,且受光伏发电输出不稳定影响,储能系统的充放电条件也较差,有时需要频繁充放电小循环。
针对于光伏发电系统的特点和储能装置的发展现状,应用于光伏发电的储能技术应在以下几个方面做出发展和改进:加大能量密度和功率密度,延长储能装置的循环寿命,增加充放电速度,在更宽泛的环境下保证安全可靠运行,降低成本。
4.2 控制技术
为了使储能装置实现最长的使用寿命、最大的能量输出以及最优的使用效率,需要针对储能装置的特点,设置适合该种储能装置的充放电策略。
例如,传统的铅酸蓄电池需要一个长时间、低电流的充电条件,以避免在电池铅版上形成结晶。
如果充电电流过大,会降低电池的储电能力,并缩短电池寿命。
光伏电池作为储能装置的充电电源,难以保证一个良好的充电条件。
因此,开发先进的储能装置控制管理系统,对解决储能装置的合理充放电问题尤为重要。
5、结论
储能技术在光伏发电系统中的应用,为解决光伏发电对电网带来的不良影响提供了可行性方案。
它的应用无论是在用户侧还是在电网侧,都将带来一定的经济效益。
因此,储能技术的应用将成为今后的一个重要研究方向。
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