【分享】什么是光伏储能系统?

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楼主 2019-01-16 06:28:46
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光伏发电系统根据是否并网可分为并网式光伏发电系统和独立式光伏发电系统。并网式光伏发电系统主要是指接入电网运行、接受电网调度的光伏系统, 储能系统作为一种储存电能的行之有效的方式,可分为机械储能、蓄电池储能、电磁储能和相变储能四类。其中机械储能如抽水储能以被广泛应用,飞轮储能作为一种新型的机械储能方式,目前处于研究和示范阶段。电磁储能包括超导储能、超级电容储能、高能密度电容储能等。热力储能是通过材料相变储存或释放能量,国内相关研究处于实验室阶段,尚未进行实际应用。蓄电池储能式目前技术发展成熟、应用广泛、成本较低的储能技术

并网式光伏储能系统

并网式光伏发电系统直接与配电网连接,电能直接输入电网,目前一般不配置储能系统,随着光伏、风力发电“弃光限电”现象严重,以及光伏、风里发电系统电力输出的波动较大等因素对可再生能源的利用与推广限制日益严重后,在并网式光伏系统中配置储能已成为目前大规模储能系统的研究方向之一。

光伏发电是太阳能转换为电能的过程,其输出功率受到太阳辐射强度、温度等环境因素的影响而剧烈变化,此外由于光伏电力输出为直流电流,需要经过逆变器转换为交流电后接入电网,在逆变过程中会产生谐波。光伏电力功率的不稳定和谐波的存在使得光伏电力的接入将会对电网造成冲击。因此并网式光伏发电系统中配置储能的一个重要目的就是平滑光伏电力输出,提升光伏电力质量。 以平滑光伏发电输出为目标的储能系统配置方式一般在光伏发电侧配置集中式储能系统,以平滑输出为目标的光伏储能系统结构一般如下图所示:

储能系统的容量由并网平滑策略所决定,而储能功率一般由平滑目标所决定。基于储能系统的光伏并网平滑策略目前主要有定时间常数低通滤波平滑策略、模糊控制/SOC(储能电池荷电状态)平滑策略、光伏发电功率预测平滑策略等。低通滤波平滑策略平滑效果一般,但控制简单、成本较低,是目前应用前景较为广阔的控制策略。

光伏电力并网后,需要接受电网调度,但其电力输出峰值阶段与电网负荷峰值阶段并不一致,加之电力市场峰谷电价因素影响,利用储能系统实现光伏发电在时间坐标上的平移,使光伏电力参与电网调峰也是目前光伏储能系统研究热点之一。通过电力调峰,可提升光伏电力在电网中的接入能力和光伏电力的经济性。

基于电力调峰目的的光伏储能系统一般在电网侧配置集中式储能系统。在电网侧配置储能示意如下:

此种配置方式的储能系统容量一般较大,且储能系统成本较高且不合理的充放电控制将严重损害储能系统寿命,因此目前对于配置在电网侧的集中式储能系统容量、功率配置是由电网调峰要求、储能充放电控制策略、储能成本等因素共同决定。求解电池储能系统削峰填谷策略的算法主要包括梯度类算法、智能算法、动态规划算法。不同的电网调峰要求、储能控制策略对功率、容量的要求差异较大,在实际应用中需在多种实际条件的制约下进行储能系统的配置。目前国内大型的储能电站还在起步阶段,仅有实验或者示范性的储能电站运营,尚未大规模投入商业化使用。

配置在微电网中的储能系统一般与可再生能源发电系统并联配置,并具有独立的储能管理系统(如电池控制系统,BESS),其运行模式随微网运行模式(离网/并网)变化。独立式光伏系统是相对于并网式光伏系统而言,指不接入电网而独立运行的光伏系统。随着光伏组件效率提升和价格降低的趋势越来越快,而储能成本居高不下,发展独立光伏系统中储能优先的控制策略和控制系统具有广阔前景。

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