太陽(yáng)能光伏發(fā)電是實(shí)現(xiàn)我國(guó)能源和電力可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的重要組成之一。

　　由于光伏輸出功率具有很強(qiáng)的波動(dòng)性、隨機(jī)性，光伏電力的不穩(wěn)定性嚴(yán)重制約了光伏電力的接入和輸送。儲(chǔ)能技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)削峰填谷、負(fù)荷跟蹤、調(diào)頻調(diào)壓、電能質(zhì)量治理等功能。光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)還可以在光伏電站遇到棄光限制發(fā)電時(shí)將多余電能存入儲(chǔ)能電池內(nèi)，光伏發(fā)電量低于限幅值或晚上用電高峰時(shí)通過(guò)儲(chǔ)能逆變器將電池內(nèi)電能送入電網(wǎng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)參與電網(wǎng)削峰填谷，儲(chǔ)能系統(tǒng)還可利用峰谷電價(jià)差創(chuàng)造更大的經(jīng)濟(jì)效益，提高系統(tǒng)自身的調(diào)節(jié)能力;作為解決大規(guī)模可再生能源發(fā)電接入電網(wǎng)的一種有效支撐技術(shù)。

　　光伏儲(chǔ)能電站的組成成分

　　光伏儲(chǔ)能電站是儲(chǔ)能理念為基礎(chǔ)，經(jīng)過(guò)各種系統(tǒng)組成的一種綠色能源發(fā)電系統(tǒng)，通過(guò)雙向換流器和光伏逆電器實(shí)現(xiàn)自身能量轉(zhuǎn)換。光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)的組成成分依然是膠體、鉛碳或者鋰電等蓄電池，然后，經(jīng)過(guò)變壓器和高低壓開關(guān)向電網(wǎng)輸電；*后，就是通過(guò)配電和相應(yīng)的計(jì)量裝備，實(shí)現(xiàn)配電的自由切換，再配以現(xiàn)代化的電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、儲(chǔ)存計(jì)算。光伏儲(chǔ)能電站在對(duì)比了各種形式的電源形式與膠體、鋰電、鉛碳等蓄電的不同方式后，再融合其他多項(xiàng)技術(shù)，秉著*新的儲(chǔ)能理念，實(shí)現(xiàn)光伏儲(chǔ)能電站的*大經(jīng)濟(jì)化。

　　光伏儲(chǔ)能電站的主要應(yīng)用

　　光伏儲(chǔ)能電站主要用在對(duì)用電要求比較高的地區(qū)，比如偶爾供電異常會(huì)影響生產(chǎn)的工廠、用電需求較高的企業(yè)或者小區(qū)；其次，是需要調(diào)峰或者污染程度很高的區(qū)域；電動(dòng)車充電站、搶險(xiǎn)救災(zāi)、野外偵查或者國(guó)家基建都可以用到光伏儲(chǔ)能電站。

　　光伏儲(chǔ)能電站的優(yōu)勢(shì)

　　在我們傳統(tǒng)觀念中電能不能存儲(chǔ)，光伏儲(chǔ)能電站不但改變了這一傳統(tǒng)思維，還能將存儲(chǔ)的電源用于各個(gè)方面，帶動(dòng)了電力在這方面的發(fā)展。在我們的日常用電環(huán)境中，一般白天用電量較高，用電價(jià)格也比較貴，晚上用電較低，相應(yīng)的價(jià)格也較低，光伏儲(chǔ)能電站可以利用晚上電量比較低廉時(shí)儲(chǔ)存電能，在白天電價(jià)比較高的時(shí)候，使用光伏儲(chǔ)存的電，通過(guò)這種方式，不但能保證工廠的持續(xù)穩(wěn)定生產(chǎn)，而且能夠?yàn)楣?jié)約工廠開支，促進(jìn)工廠的可持續(xù)發(fā)展；光伏儲(chǔ)能電站還能促進(jìn)均衡電能輸送，減少其中很多環(huán)節(jié)的建設(shè)，利于國(guó)家提倡的綠色環(huán)保建設(shè)；*后，是光伏儲(chǔ)能電站能減少意外的發(fā)生，促進(jìn)電能的可持續(xù)供應(yīng)，這為很多對(duì)供電質(zhì)量要求很高的企業(yè)提供了更多的選擇。

　　光伏儲(chǔ)能電站常見的三種模式

　　儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要模式有配置在電源直流側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)、配置在電源交流側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)和配置在負(fù)荷側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)等。

　　1、配置在電源直流側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)

　　配置在電源直流側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)主要可安裝在諸如光伏發(fā)電的直流系統(tǒng)中，這種設(shè)計(jì)可將蓄電池組合光伏發(fā)電陣列在逆變器直流段進(jìn)行配接調(diào)控，如圖1。

　　該系統(tǒng)中的光伏發(fā)電系統(tǒng)和蓄電池儲(chǔ)能系統(tǒng)共享一個(gè)逆變器，但是由于蓄電池的充放電特性和光伏發(fā)電陣列的輸出特性差異較大，原系統(tǒng)中的光伏并網(wǎng)逆變器中的*大功率跟蹤系統(tǒng)(MPPT)是專門為了配合光伏輸出特性設(shè)計(jì)的，無(wú)法同時(shí)滿足儲(chǔ)能蓄電池的輸出特性曲線。

　　因此，此類系統(tǒng)需要對(duì)原系統(tǒng)逆變器進(jìn)行改造或重新設(shè)計(jì)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(duì)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，該系統(tǒng)是單向輸出的，也就是說(shuō)該系統(tǒng)中的蓄電池是完全依靠光伏發(fā)電充電的，電網(wǎng)的電力是不能給蓄電池充電的。

　　該系統(tǒng)光伏發(fā)電陣列發(fā)出的電力在逆變器前端就與蓄電池進(jìn)行了自動(dòng)直流平衡，這種模式的主要特點(diǎn)是系統(tǒng)效率高，電站發(fā)電出力可由光伏電站內(nèi)部調(diào)度，可以達(dá)到無(wú)縫連接，輸出電能質(zhì)量好，輸出波動(dòng)非常小等，可大大提高光伏發(fā)電輸出的平滑、穩(wěn)定性和可調(diào)控性能，缺點(diǎn)是使用的逆變器需要特殊設(shè)計(jì)，不適用于對(duì)現(xiàn)有已經(jīng)安裝好的大部分光伏電站進(jìn)行升級(jí)改造。另一個(gè)缺點(diǎn)是，該儲(chǔ)能系統(tǒng)中的蓄電池組只能接受本發(fā)電單元的電力為其充電，而其他臨近的光伏發(fā)電單元或電站的多余電力無(wú)法為其充電。也就是說(shuō)這種方案缺乏大電站內(nèi)部電力調(diào)配的功能。

　　2、配置在電源交流側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)

　　配置在電源交流側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)也可以稱之為配置在交流側(cè)的儲(chǔ)能系統(tǒng)，單元型交流側(cè)的儲(chǔ)能的模式如圖2所示，它采用單獨(dú)的充放電控制器和逆變器來(lái)給蓄電池充電或者逆變，這種方案實(shí)際上就是給現(xiàn)有光伏發(fā)電系統(tǒng)外掛一個(gè)儲(chǔ)能裝置，可在目前任何一種光伏電站甚至風(fēng)力發(fā)電站或其他發(fā)電站進(jìn)行升級(jí)安裝，形成站內(nèi)儲(chǔ)能系統(tǒng)，也可以根據(jù)電網(wǎng)需要建設(shè)成為完全獨(dú)立運(yùn)行的儲(chǔ)能電站，

　　這種模式克服了直流側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)無(wú)法進(jìn)行多余電力統(tǒng)一調(diào)度的問(wèn)題，它的系統(tǒng)充電還是放電完全由智能化控制系統(tǒng)控制或受電網(wǎng)調(diào)度控制，它不僅可以集中全站內(nèi)的多余電力給儲(chǔ)能系統(tǒng)快速有效的充電，甚至可以調(diào)度站外電網(wǎng)的廉價(jià)低谷多余電力，使得系統(tǒng)運(yùn)行更加方便和有效。

　　交流側(cè)接入的儲(chǔ)能系統(tǒng)的另一個(gè)模式是將儲(chǔ)能系統(tǒng)接入電網(wǎng)端，如圖3。顯然，這兩種儲(chǔ)能系統(tǒng)的不同點(diǎn)只是接入點(diǎn)不同，前者是將儲(chǔ)能部分接入了交流低壓側(cè)，與原光伏電站分享一個(gè)變壓器，而后者則是將儲(chǔ)能系統(tǒng)形成獨(dú)立的儲(chǔ)能電站模式，直接接入高壓電網(wǎng)。

　　交流側(cè)接入的方案不僅適用于電網(wǎng)儲(chǔ)能，還被廣泛應(yīng)用于諸如島嶼等相對(duì)孤立的地區(qū)，形成相對(duì)獨(dú)立的微型電網(wǎng)供電系統(tǒng)。交流側(cè)接入的儲(chǔ)能系統(tǒng)不僅可以在新建電站上實(shí)施，對(duì)于已經(jīng)建成的電站也可以很容易的進(jìn)行改造和附加建設(shè)，且電路結(jié)構(gòu)清晰，發(fā)電場(chǎng)和儲(chǔ)能電場(chǎng)可分地建設(shè)，相互的直接關(guān)聯(lián)性少，因此也便于運(yùn)行控制和維修。缺點(diǎn)是由于發(fā)電和儲(chǔ)能相互獨(dú)立，相互之間的協(xié)調(diào)和控制就需要外加一套專門的智能化的控制調(diào)度系統(tǒng)，因此造價(jià)相對(duì)較高。

　　3、配置在負(fù)荷側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)

　　配置在負(fù)荷側(cè)儲(chǔ)能系統(tǒng)主要是指應(yīng)急電源和可移動(dòng)的電動(dòng)設(shè)備，譬如可充電式的電動(dòng)汽車，電動(dòng)工具和移動(dòng)電話等。

　　盡管儲(chǔ)能電站有諸多優(yōu)點(diǎn)，可在一些特殊場(chǎng)合實(shí)施和應(yīng)用但是由于目前蓄電池的高效、環(huán)保、長(zhǎng)壽命和低價(jià)格等關(guān)鍵問(wèn)題沒(méi)有較大的突破，在目前大規(guī)模推廣儲(chǔ)能電站可能還有上網(wǎng)電價(jià)、補(bǔ)貼政策等問(wèn)題。