储能技术在光伏发电系统中的应用

储能技术在光伏发电系统中的应用

摘要：当前，随着人们对电力能源需求量的增加，电力系统建设越来越完善。电力系统是一个由源-网-荷多主体构成、且功率和能量在不同时间尺度上维持平

衡的复杂系统。其短时间尺度（毫微秒到数十秒级）平衡决定了系统的动态特性

和稳定性；中长时间尺度（分秒到年月级）平衡决定了系统的运行效率和经济性。随着20世纪后期以来电力电子变换和风、光等新能源发电技术的迅猛发展，以

及我国近期“碳达峰、碳中和”战略的快速推动，电力系统已经并将持续发生深

刻变化，逐步过渡到以高比例新能源和高比例电力电子装备（“双高”）为特征

的新型电力系统阶段。系统运行特性正发生深刻变化，在多时间尺度上的功率和

能量平衡亦面临新的重大挑战。基于此，本文主要针对储能技术在光伏发电系统

中的应用展开研究。

关键词：储能技术；光伏发电系统；应用

引言

发展变革性低碳技术，通过工艺源头创新和流程再造，在典型流程工业中率

先实现碳达峰、碳中和，是支撑我国“双碳”目标实现的关键。储能作为电能的

载体，可有效地平抑大规模新能源发电接入电网带来的波动性，促进电力系统运

行中电源和负荷的平衡，提高电网运行的安全性、经济型和灵活性；储能技术也

成为构建智能电网与实现可再生能源发电的核心关键。随着碳中和成为全球共识，新能源在整个能源体系中的比重将快速增加，储能技术也迎来爆发式增长。国内

外大规模新型储能项目陆续启动，储能技术呈现出液流电池、钠离子电池、锂离

子电池、压缩空气储能、铅碳电池、储热技术等“百家争鸣”局面；与此同时，

越来越多的企业投身储能产业，或扩产或跨界合作，储能产业呈现蓬勃发展的良

好局面。

1储能技术在光伏发电系统中的应用意义

太阳能发电产生的电能需要通过光伏并网的方式为电网输送电能，为了避免新能源电能造成电网波动等问题，电力企业需要积极研究高效的储能技术，尽可能提升储能设备的稳定性和瞬时功率传输水平，确保电能输送过程的平滑性，确保光伏并网的顺利进行。为了提升技术应用效果，电力企业可以将信息化、智能化计算机技术与储能技术融合应用，通过智能系统对技术应用过程进行自动化控制，规避设备并网运行隐患。在光伏发电系统应用储能技术时，电力企业需要根据光热、光伏等不同的系统运行模式选择适宜的储能技术方案，合理应用相变储能、电化学储能等方式实现对太阳能的高效应用。

2储能技术在光伏发电系统中的应用

2.1微电网

对于输电系统来说，微电网并网是未来发展的主要趋势，通过微电网的使用能够从根本上提升供电的可靠性。如果微电网与整个电力系统进行分离，也就是说，微电网处于孤岛运行状态，则能够独立完成电力负荷的供电需求，在这样的情况下利用光伏发电系统组成微电网，还能够发挥其自身具备的作用，确保整个系统电能供应更加安全更加可靠。

2.2电力调峰

进行电力调峰最直接的目的就是满足峰电时段集中性、大功率符合的电能需求，最大限度地对电网的负荷进行有效的控制。而储能装置能够根据电网运行的实际状况，在负荷相对较低的情况下，可以针对光伏系统产生的电能进行储存，然后再用电高峰期进行释放，从而保证电网功率峰值的输出，确保供电系统运行的可靠性。

2.3电能质量

光伏发电系统运行过程中，为了能够从根本上提高电能质量，就必须确保储能技术的科学合理应用。在光伏发电系统中，通过合理应用储能技术，能够确保光伏电源在实际运行过程中其性能能够更加稳定，最大限度地发挥光伏电源的实际价值。在这个过程中，一般工作人员会使用一系列的措施对光伏系统进行逆变

控制，在实际运行过程中，光伏并网发电系统产生的电能质量才能够得到有效保障，而整个过程中发挥最关键作用的就是储能控制系统。利用储能系统自身的应

用优势，不仅能够有效调整有源滤波，还能够更好地保证电压的稳定性，确保相

角始终处于合理的范围内，一旦相角出现偏差，还可以进行及时调整，确保电能

供应的质量。

2.4负荷响应

电力系统实际运行过程中，为了能够保证电网运行的有效性，尽量减少意外

事故出现的概率，通常会对一些大功率的负荷进行自动化的调整，在负荷较高的

状态下不同部分的电网通常会交替运行，这样就能够保证高峰时段电网的运行能

够满足人们的实际需求，确保供电的稳定性。电力用户在使用光伏储能系统的时候，能够最大限度地保证用户电能供应的稳定性，然而，在这一过程中，相关工

作人员也应该重点关注储能电站以及电网之间在负荷响应系统中的连接问题，需

要保证至少有一条通信线路能够正常运行，使用这样的方式才能够最大限度地避

免高功率设备，真正满足负荷的响应需求。在光伏发电系统中使用负荷响应技术，通过对不同电网的有效选择进行交替应用，才能够降低系统运行过程中出现故障

的概率，利用符合响应技术能够对高功率负荷进行相应的调整，确保在临界值范

围以内进行稳定工作，保证电能供应质量的前提下，还能够尽量减少调整供电量时，对电网的稳定运行产生的不利影响，保证电力系统的安全稳定运行，最大限

度地保证电能供应的稳定性。

3储能技术在光伏发电系统中的未来应用前景

现阶段社会各领域发展均重视新能源的应用，在发电产业中，在“双碳”战

略目标指导下，火力发电量在总发电量中的占比逐渐降低，风能作为新能源的一种，其装机数量及发电量逐渐提高，在整个发电产业中的占比持续增高，在此形

势下，诸多风电企业着手研究风电场储能装置或储能型风机，因此，在未来发展中，光伏发电系统的储能技术将快速发展。储能技术在光伏发电系统中的应用效

果不仅限于“削峰填谷”，其经济效益仍有待挖掘，例如：能否使前期投入成本

与后期“弃风量”达到“收支平衡”等。同时在新时代电力系统发展中，提出并

搭建了风光互补发电系统，采用光伏发电、太阳电池方阵两种方式完成风光互补