众所周知太阳能光伏发电一直是实现我国能源和电力可持续发展战略的重要组成部分。

但光伏输出【chū】功率具有很强的波动【dòng】性、随机性,光伏【fú】电【diàn】力【lì】的【de】不稳定性【xìng】严重制约了光【guāng】伏电力的【de】接入和输送。

而光伏储【chǔ】能技术可以【yǐ】实现【xiàn】削【xuē】峰填【tián】谷、负荷跟【gēn】踪、调频调压、电能质量治理等功能。

       光伏储能系统还可以在光伏电站遇到【dào】弃光限【xiàn】制发电【diàn】时将多余【yú】电能存入储【chǔ】能电池内。光伏发电量低于限幅【fú】值或晚上【shàng】用电高峰时通过储能逆变【biàn】器将电池内电能送入电网【wǎng】,储能【néng】系统参与电网削【xuē】峰填谷。

储能系【xì】统还可利【lì】用【yòng】峰谷电价差创造【zào】更大【dà】的经【jīng】济效益,提高系统自身的调节【jiē】能力,作【zuò】为【wéi】解决大规模可再生能【néng】源发电接入电网【wǎng】的一种【zhǒng】有效支撑技术。

1、配置在电源直流侧的储能系统

配【pèi】置在电源直【zhí】流侧的储能【néng】系统主要【yào】可安装在诸【zhū】如【rú】光伏发电【diàn】的直流系统中,这【zhè】种【zhǒng】设计可将蓄电池组合光伏发电阵列在逆变【biàn】器【qì】直流段进行配接调控【kòng】。

▲配置在电源直流侧的储能系统

该系统中的光【guāng】伏发【fā】电系统【tǒng】和【hé】蓄【xù】电池储能系统共【gòng】享一个逆变器,但是由于蓄电池的充放【fàng】电特【tè】性【xìng】和【hé】光伏发电阵【zhèn】列的输出特性差异【yì】较大,原系统中的光伏【fú】并网逆变器中的【de】最大功率跟踪【zōng】系统(MPPT)是专门为了配【pèi】合光伏输出特性设计的,无法同时【shí】满足储能蓄电池的输【shū】出【chū】特性曲线。

因此,此类系统需【xū】要对原系统逆变【biàn】器进行改造或重新设计制造,不仅需要使逆变器能满足光伏阵列的【de】逆【nì】变要【yào】求,还需【xū】要增加对蓄电池【chí】组的【de】充【chōng】放【fàng】电控制器,和蓄电池能量【liàng】管【guǎn】理【lǐ】等功能。

一般【bān】而言,该系统是【shì】单向输出的【de】,也就是【shì】说该系统中的【de】蓄电池是完【wán】全依靠光伏发电充电的,电网的【de】电力【lì】是不能给蓄【xù】电【diàn】池充电【diàn】的。

该系统光伏【fú】发电阵列发出的电力在逆【nì】变【biàn】器前端就与蓄电【diàn】池进行了【le】自动直流平【píng】衡,这种【zhǒng】模式的主要特点是系统【tǒng】效率高,电站发电出力可由光【guāng】伏电【diàn】站内部调度,可以达到无【wú】缝【féng】连接,输出电能质量好,输出波动非常小等,可大大提高【gāo】光伏发电输出的平【píng】滑、稳【wěn】定性和可调【diào】控性能【néng】,缺【quē】点【diǎn】是使用【yòng】的逆变【biàn】器需要特【tè】殊【shū】设计,不适【shì】用【yòng】于【yú】对现有已经【jīng】安装好【hǎo】的【de】大部分【fèn】光伏电站进行升【shēng】级改造。另一个缺点是,该储能【néng】系统中的蓄电【diàn】池组只能接【jiē】受本【běn】发电单【dān】元的电力为其充电,而其他临【lín】近的光伏【fú】发电单元【yuán】或电站的多【duō】余电力无法【fǎ】为其充电。也就是说这种【zhǒng】方案缺乏大电站【zhàn】内部【bù】电力调配的功能。

2、配置在电源交流侧的储能系统

配【pèi】置在电源交【jiāo】流侧的【de】储能系【xì】统也【yě】可以称之为【wéi】配置在交流侧的储能系统,单元【yuán】型交流侧的储能模【mó】式如【rú】图所示。

▲配置在交流低压的侧储能系统

它采用单【dān】独的充放【fàng】电控制器和逆变器来【lái】给蓄电池充电【diàn】或者逆变,这种方案实际上就是【shì】给【gěi】现有光伏发电系统外挂一【yī】个储能装置,可在目前任何【hé】一种光伏【fú】电站甚至风力发电站或其他发电【diàn】站进行升级安装【zhuāng】,形成【chéng】站内储能【néng】系统,也可以根据电【diàn】网需【xū】要建设【shè】成【chéng】为完全【quán】独立【lì】运行的储能【néng】电【diàn】站。

这种模式克服了【le】直流侧储能系【xì】统无法进行多余电力【lì】统一调度的【de】问题,它的系统充电【diàn】还【hái】是【shì】放电完全由【yóu】智能【néng】化控制系统控制或受电网调度控制,它不【bú】仅【jǐn】可【kě】以集【jí】中全站内的多【duō】余电【diàn】力给储能系统快速有【yǒu】效的充电,甚【shèn】至可以调【diào】度站外电网的廉价低谷多余电力,使【shǐ】得系统【tǒng】运【yùn】行更【gèng】加方便和【hé】有效。

交流【liú】侧接入的储能系统【tǒng】的另一【yī】个模式是将储【chǔ】能系统接入电网端,如下图。显然【rán】,这两种储能系统的不同点只是接入点不【bú】同【tóng】,前者是将储能部分接【jiē】入了交流【liú】低压侧【cè】,与【yǔ】原光伏电站【zhàn】分享一个变压器,而后者则是【shì】将储能系统形成独立的【de】储能电站【zhàn】模式,直接接入高压电【diàn】网【wǎng】。

▲配置在交流电源高压侧的储能系统

交流侧接【jiē】入的方案不【bú】仅【jǐn】适用于电网储能,还被广【guǎng】泛应用于诸如岛【dǎo】屿等相对孤立的地区,形【xíng】成相对独立的微【wēi】型电【diàn】网供【gòng】电系【xì】统。

交【jiāo】流侧接入【rù】的储能系统不【bú】仅可以在新建电站上实施,对于【yú】已经建【jiàn】成的电【diàn】站也可以【yǐ】很容易【yì】的【de】进行改造【zào】和附加【jiā】建设,且电路结构清晰【xī】,发电场和储能电场可分地建设,相互的直【zhí】接关联性少,因此也便【biàn】于运【yùn】行控制和维修。

缺点是由于发电和储能【néng】相【xiàng】互【hù】独立【lì】,相互之间的协调和控【kòng】制就需要【yào】外加一套专门的智能【néng】化【huà】的控制调度系统,造【zào】价较为高昂。

3、配置在负荷侧储能系统

配置【zhì】在负荷侧储能系统主要【yào】是指【zhǐ】应急【jí】电源和可移动的电动【dòng】设备【bèi】,譬如可充电式【shì】的电动汽车,电动【dòng】工具和移动电话【huà】等。

其实储能电站在【zài】各【gè】方面有非常多的优势,但在某些特殊场合的实施和应用【yòng】还是有些限制,目前【qián】蓄电池的高效、环保、长寿命和低价【jià】格等系列【liè】问【wèn】题还是没能得到较大突破,大规模推【tuī】广【guǎng】储能电站可能【néng】还有【yǒu】上网电【diàn】价、补【bǔ】贴【tiē】政策等【děng】问题。