方晗 郭京凤
青海广恒新能源有限公司 青海省 810000
摘要：光伏发电是目前应用最广的新能源发电之一，具有绿色、环保、无污染、可循环利用等优点。光伏发电的出力随光照的变化而变化，数据显示光伏电站的大部分出力波动在秒级时间内可达10%左右，如此短时的波动给电网的暂态平衡带来了不小的挑战，光伏的短时剧烈波动对于电网较弱的地区甚至会导致大面积的停电事故。由于光伏出力的不可控、难预测、波动大等间歇性问题，光伏电站限电情况日益严重，严重影响了电站的正常发电运行，急需采取技术手段缓解光伏电站的限电情况。在光伏电站配置储能系统，通过统一控制调度，可实现不同的控制策略和运行方式下的能量搬移、削峰填谷、平滑出力、跟踪计划等不同功能需求。本文通过对储能系统接入方式、联合运行和安全性进行分析和研究，论证了光储联合运行的可行性和可靠性。
关键词：电池储能系统；联合光伏；电站运行
引言
超导电磁储能利用超导体制成线圈储存磁场能量，功率输送时无需能量形式的转换，具有响应速度快，转换效率高等优点，但是该技术仍处于实验室阶段，不具备大规模推广的条件。电化学储能以铅碳电池和锂离子电池技术为主要应用方向，是目前技术发展最快的储能技术。铅碳电池是一种集超级电容器和铅酸电池优势为一体的电池技术，电池安全性高，在混合动力电动汽车和大规模储能系统中拥有广阔应用前景。但是其负极含有重金属铅，会对环境造成污染。锂离子电池具有放电电压稳定、工作温度范围宽、自放电率低和充放电寿命长等优点，受益于新能源汽车政策推动，目前锂离子电池的可靠性和经济性已经有了很大程度的提高，而且不受地形影响，是目前储能电站的首选技术路线。
1电池储能系统具有如下作用:
1)电源供应器电压稳定波动。安装大容量存储设备可实现快速高效的电源支持，提高电网频率和适应性，提高电网吸收可再生能源的能力，从而有助于集中开发和利用可再生能源。2)增加备用容量，以提高电网的稳定性和电能质量。为确保电源安全，系统必须有足够的备用容量。当电力系统负荷较大时，大容量存储设备可以立即吸收或释放能量，以避免系统不稳定并恢复正常运行。3)提高能源质量。存储系统的快速充电站调整功能可存储受限电源，并在满足网络要求时将这些电源输入到网络中，从而减少光束发电厂的受限电源损耗，提高电能质量，增加发电厂运行时间，并提高总体效益。
2存在主要问题
储能系统种类繁多，技术效益根据调研，目前国内市场上的主要储能电池有铅酸电池、铅炭电池、锂离子电池和全钒液流电池，以下从储能电池的技术特点进行比较。铅酸电池。铅酸类电池具有产能大，生产工艺成熟，应用环境广泛，供应渠道成熟，回收渠道成熟，回收残值高等特点。此类电池在铅酸类电池中比能量高，循环深度高。电池采用了自动生产线及负压式生产环境，铅污染得到了有效控制。电池的原材料回收率高达99%，大大降低了原材料开采带来的环境破坏与污染。铅炭电池。充放电速率上有较大的改善，在一定程度上也增加了循环寿命。铅炭电池继电池相对产能较小，生产工艺成熟，但回收渠道相对不太成熟，回收残值比例较低。由于此类电池采用了自动生产线及负压式生产环境，铅污染得到了有效控制。锂离子电池。具有高能量密度、放电电压稳定、工作温度范围宽、自放电率低、可大电流充放电等优点。锂离子电池种类繁多，有磷酸铁锂、三元锂、钛酸锂等。目前磷酸铁锂的循环寿命为这几类电池中最高，但比能量相对较低。三元锂电池在电池比能量、比功率、大倍率充电、低温性能等方面有优势，循环性能方面则是磷酸铁锂材料优势明显，在安全方面磷酸铁锂电池也优于三元材料。锂离子电池的回收再利用率低，可回收材料约为10%，废旧电池的处置依然以填埋为主。全钒液流电池。全钒液流电池的优点是储能功率和储能容量可以相互独立设计，易于模块化组合，电池系统可高功率输出，可超深度放电（100%）而不引起电池的不可逆损伤，使用寿命长，易于维护，成本低。
缺点是需要配置循环泵维持电解液的流动，降低了整体的能量效率，系统相对复杂，维护成本较高；由于钒原料稀缺导致全钒液流钒电池的容量单价较高。
3综合能源服务模式
与传统能源供应相比，综合能源服务更加多元化，涵盖了电力、冷热及燃气等多种能源。综合能源服务模式有效促进了各能源的协调配合，同时也更有利于实现高效节能和高清洁性能源的发展。西方发达国家的综合能源服务发展也很迅速，投入规模也很大，同时实现了智能用电管理和智能通信调控，避免了能源的不必要浪费，可以使年用电量下降超过10%。由于该写字楼建成时间较长，能源供应较为单一，综合能源服务可以涵盖多项内容，主要有如下几点:供冷供热机房的高效化提升，该部分用电量占到了整个建筑用电的60%，机房的管理水平很大程度上影响了整个写字楼的耗能水平，通过应用先进的系统控制策略，安装更加优化的冷却水系统设备，可以使机房效率提高25%，实现建筑耗能降低15%。BIPV光伏发电的应用，绿色能源是我国长期发展目标，对于既有建筑和新建建筑BIPV都有很大的市场空间和很强的应用价值。BIPV系统主要借助光伏发电原理为建筑提供日常运行中所需电能，光伏发电功率输出主要集中在上午9点到下午4点之间，该特性与城市耗能的第一个峰段(北京为10点到15点)是一致的，所以光伏发电不仅能够降低了建筑能耗，实现节能目标，还能够有效降低峰段电能供应压力。
4光储联合运行功率特性分析
变换器灯具能量趋势线全面控制AGC的实际运行:在天气好、电源无限的情况下，单个500kW逆变器7小时通电，AGC计划控制无线电发射机的总功耗，存储系统采用AGC综合调度的统一运行。一个ca。上午8点40分，光伏变换器可以消耗250kW以上的电力，即当达到AGC电源限制时，PC在AGC空调中可以充分利用，从而为运行充电，从而确保存储系统的高效容量利用率。光伏逆变器在ca上运行的时间较长。400kW，比额定功率pcs250kw高。内存调控器具有较长的加载状态，有助于提高内存利用率。
5写字楼间储能电站共享
储能电站在公共建筑场景应用由于用电的峰谷价差大，能够为业主带来较大的经济价值，但有些公共建筑自身用电特性满足建设储能电站，但是没有足够的空间用来存放储能电池和储能设备，有些建筑有多余的空间但是用电特性不满足，所以基于该现状可以在临近的建筑间采用共享储能电站的业务模式。资方投资建设储能电站，多个写字楼业主按照一定的分成比例享受收益储能电站本体建在空间充足的楼宇内，或者是楼宇外的空地中，通过线缆将储能电站与用电负荷进行连接，不同的用户采用不用的回路。同时在用户负荷侧安装相应的终端设备，实时检测用电负荷特性，从而来控制电站的充电放电，以及充放电的功率值。共享储能电站不再受建设电站的空间、用户侧负荷约束，很大程度上提高了储能电站的调峰能力和收益，构建了电站投资方与用户之间的市场化交易机制。
结束语
本文为电力系统提供了一种灵活的电源管理策略，可有效地用于电池转换器和光伏逆变系统。电源管理策略利用电力系统中组合体系结构之间的连接来避免与电池存储相关的充电问题，并在相对稳定的范围内延长电池续航时间。试验设计表明，本文描述的策略可用于各种实际应用方案，以提高能量转换效率并降低使用成本。
参考文献
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