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科普 || 光伏储能电站知多少?
发布时间:2018-07-14     阅读:5306 次     来源:网络

众所周知,太阳能光伏發電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。但光伏输出功率具有很强的波动性、随机性,光伏电力的不稳定性严重制约了光伏电力的接入和输送。而光伏储能技术可以实现削峰填谷、负荷跟踪、调频调压、电能质量治理等功能。今天小编就跟大家普及下光伏储能电站知识。


光伏儲能系統組成


光伏儲能系統主要由光伏組件、並離網控制逆變一體機、蓄電池組、配電箱、負載等組成。


光伏储能系统既能并网,也能实现储能。当光伏电站遇到弃光限制发电时,多余电能将储存于储能电池内。光伏發電量低于限幅值或晚上用电高峰时通过储能逆变器将电池内电能送入电网,储能系统参与电网削峰填谷。

儲能系統還可利用峰谷電價差創造更大的經濟效益,提高系統自身的調節能力,作爲解決大規模可再生能源發電接入電網的一種有效支撐技術。


光伏儲能系統模式


 配置在電源直流側的儲能系統

配置在电源直流侧的储能系统主要可安装在诸如光伏發電的直流系统中,这种设计可将蓄电池组合光伏發電阵列在逆变器直流段进行配接调控。


配置在电源直流侧的储能系统

▲配置在電源直流側的儲能系統


该系统中的光伏發電系统和蓄电池储能系统共享一个逆变器,但是由于蓄电池的充放电特性和光伏發電阵列的输出特性差异较大,原系统中的光伏并网逆变器中的最大功率跟踪系统(MPPT)是专门为了配合光伏输出特性设计的,无法同时满足储能蓄电池的输出特性曲线。

因此,此類系統需要對原系統逆變器進行改造或重新設計制造,不僅需要使逆變器能滿足光伏陣列的逆變要求,還需要增加對蓄電池組的充放電控制器,和蓄電池能量管理等功能。

一般而言,该系统是单向输出的,也就是说该系统中的蓄电池是完全依靠光伏發電充电的,电网的电力是不能给蓄电池充电的。

该系统光伏發電阵列发出的电力在逆变器前端就与蓄电池进行了自动直流平衡,这种模式的主要特点是系统效率高,电站发电出力可由光伏电站内部调度,可以达到无缝连接,输出电能质量好,输出波动非常小等,可大大提高光伏發電输出的平滑、稳定性和可调控性能,缺点是使用的逆变器需要特殊设计,不适用于对现有已经安装好的大部分光伏电站进行升级改造。另一个缺点是,该储能系统中的蓄电池组只能接受本发电单元的电力为其充电,而其他临近的光伏發電单元或电站的多余电力无法为其充电。也就是说这种方案缺乏大电站内部电力调配的功能。


配置在電源交流側的儲能系統


配置在電源交流側的儲能系統也可以称之为配置在交流侧的储能系统,单元型交流侧的储能模式如图所示。


配置在交流低压的侧储能系统

▲配置在交流低壓的側儲能系統


它采用单独的充放电控制器和逆变器来给蓄电池充电或者逆变,这种方案实际上就是给现有光伏發電系统外挂一个储能装置,可在目前任何一种光伏电站甚至风力发电站或其他发电站进行升级安装,形成站内储能系统,也可以根据电网需要建设成为完全独立运行的储能电站。

這種模式克服了直流側儲能系統無法進行多余電力統一調度的問題,它的系統充電還是放電完全由智能化控制系統控制或受電網調度控制,它不僅可以集中全站內的多余電力給儲能系統快速有效的充電,甚至可以調度站外電網的廉價低谷多余電力,使得系統運行更加方便和有效。

交流側接入的儲能系統的另一個模式是將儲能系統接入電網端,如下圖。顯然,這兩種儲能系統的不同點只是接入點不同,前者是將儲能部分接入了交流低壓側,與原光伏電站分享一個變壓器,而後者則是將儲能系統形成獨立的儲能電站模式,直接接入高壓電網。


配置在交流电源高压侧的储能系统 

▲配置在交流電源高壓側的儲能系統


交流側接入的方案不僅適用于電網儲能,還被廣泛應用于諸如島嶼等相對孤立的地區,形成相對獨立的微型電網供電系統。

交流側接入的儲能系統不僅可以在新建電站上實施,對于已經建成的電站也可以很容易的進行改造和附加建設,且電路結構清晰,發電場和儲能電場可分地建設,相互的直接關聯性少,因此也便于運行控制和維修。

缺點是由于發電和儲能相互獨立,相互之間的協調和控制就需要外加一套專門的智能化的控制調度系統,造價較爲高昂。


配置在負荷側儲能系統

配置在負荷側儲能系統主要是指应急电源和可移动的电动设备,譬如可充电式的电动汽车,电动工具和移动电话等。

其實儲能電站在各方面有非常多的優勢,但在某些特殊場合的實施和應用還是有些限制,目前蓄電池的高效、環保、長壽命和低價格等系列問題還是沒能得到較大突破,大規模推廣儲能電站可能還有上網電價、補貼政策等問題。


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