光伏发电系统中储能技术的应用研究
摘要
关键词
光伏发电;光伏储能;新能源
正文
引言:
近年来光伏发电工作在我国各地电力企业中广泛开展,相关的光伏发电技术手段也在随之升级。但结合实际调研可以发现,部分地区的企业开展光伏发电工作时,在储能技术的应用方面仍存在欠缺。为改变这一现状,这正是本文围绕光伏发电系统中储能技术的应用,开展具体研究的原因所在。
1.光伏发电系统中储能技术的应用价值
1.1实行电力调峰和断电保护
在电力高峰期时,用户对电能的需求加大,电力系统的负荷同样随之加大。光伏发电系统中储能技术的运用,能够调整电力负荷和用户需求之间的关系,将平时储存在光伏发电系统中的多余电量释放,保障电力充足供应,确保供电与电力负荷均衡。同时在电力系统因短路跳闸等故障,出现供电中断现象时,储能技术能够释放电力持续供电,满足用户的电力需求。
1.2控制光伏发电系统负荷响应
在电网运行时光伏发电系统中的储能技术,能够自动调节一部分能量的电力负荷,促使该部分电力负荷与其余部分交替运行,提升电网运行质量。同时光伏发电系统控制负荷响应时,可以在电力系统和相关的储能设备之间,建立运行顺畅的通信电路,避免影响大功率电力设备的运行,保障光伏发电系统的负荷响应控制更加可靠。
1.3保障电力系统安全稳定运行
储能技术在光伏发电系统中,能够充分发挥出调节电能的作用,防止电力系统在运行过程中,出现电流波动起伏过大、电压频率偏差、电压不稳定等不良情况[1]。并且能够将光伏发电系统的相关发电参数,进行实时采集与分析,之后与常规的发电参数进行对比分析,找出存在的问题及时修复,从而有效保障电力系统实现更加安全与稳定的运行。
2.光伏发电系统中储能技术的应用要点
2.1新能源储能技术
在绿色节能和低碳环保需求下,不同的新能源储能技术在光伏发电系统中广泛应用。例如近年来在云南省昆明市禄劝彝族苗族自治县,建设250兆瓦的光伏电站项目,属于云南省重点的新能源规划项目。新能源储能技术通常包含多种不同的应用形式,其中太阳能和风能作为常见的清洁可再生新能源,在光伏发电系统中广泛应用。例如,云南省某公司主要以风电为主,截止2023年已经已投产风电、光伏项目总装机容量达158.1万千瓦,较2022年末的52万千瓦增长304%;已核准新能源项目达到206.6万千瓦,为后续业绩增长提供有力支撑,并且67万千瓦风电扩建项目有序开展前期工作。太阳能储能技术能够通过太阳能电池板、光伏板等设备,将太阳能转换成电能,存储在光伏发电系统中用于光伏发电。例如在阴雨天气时,可以将晴天时储存在太阳能发电系统中的过剩太阳能释放用于发电,能够充分满足小功率电力设备的供电需求。风能储能技术主要指将风的动力转化成电能,可以借助风力发电机的力量,在风吹向发电机上的风轮时,风轮叶片在气流的冲击下会产生振动,驱动发电机产生电能[2]。
2.2压缩空气储能技术
压缩空气储能技术属于常见的物理形式储能技术,由于其具备响应速率快、使用寿命长、转化电能效率高等优势应用特点,现阶段在光伏发电领域愈发普遍应用。例如云南省昆明市在新型储能技术不断取得突破性进展下,昆明安宁300MW压缩空气储能示范项目兴起发展,近日来已完成预可研报告的编制及评审,进入后续的可行性研究阶段。该项目采用先进的非补燃压缩空气储能技术,建成后有望成为云南省首台套装机规模最大的高海拔先进压缩空气储能项目。压缩空气储能技术在实际应用过程中,工作人员可以使用电动机,利用内部的压缩机将空气进行压缩处理,并对空气不断进行降温处理。之后将处理好的空气储存在相关的海底储气罐中,需要释放空气时,压缩空气在高温的作用下会向燃烧室内流入,促使燃气迅速发生膨胀反应。最终在此情况下,燃烧机轮会为发电机发电,此外使用压缩空气储能技术时,还需要对应用范围等因素进行充分考虑。通常情况下压缩空气储能技术适合在具备地下储气库的区域使用。同时压缩空气储能技术需要使用不同的燃气作为燃料进行能量供给,因此需要注意合理控制成本。
2.3分布式储能技术
分布式属于光伏发电系统的关键应用形式,因此相关的分布式储能技术同样广泛应用。例如在云南省昆明市近年来积极探索低碳机关先行、加速分布式光伏城市发展,开创昆明市行政中心分布式光伏示范项目。项目采用自发自用与余电上网的模式开展系列建设工作,与国家和相关部门提出的分布式光伏项目建设要求更加匹配,并有效助推昆明市整体的能源结构优化升级。实际应用过程中,分布式储能技术可以和相关的化学储能技术相结合使用,将电能储存在液流电池和锂离子电池中,留作后续的光伏发电使用,有效提升储能的密度和循环寿命。同时光伏并网技术,属于分布式储能技术的重要应用形式,可以实现将光伏发电系统接入到电力系统中,为电力系统提供充足电力。并且光伏并网技术与分布式储能技术相似,同样可以与化学储能技术相结合使用,利用化学储能中的离子电池,能够进一步保障光伏发电系统持续稳定输出电能,降低光伏并网技术应用时不可控和不稳定情况的产生概率[3]。
2.4电磁储能技术
电磁储能技术属于除太阳能、风能外的新能源系统中重要储能技术,主要指通过电磁感应等原理,将磁能转换成电能之后存储和使用,辅助光伏发电系统发电,主要包括超导储能和电感储能等应用形式。超导储能技术主要指工作人员可以选择合适的超导体材料,将电能进行储存,释放后能够为光伏发电系统提供大量的电能,光伏发电系统可以在短时间内实现大规模的电力输出。在电力低峰期利用超导体储存电能。之后在高峰期将电能释放,满足大规模用电需求减轻电力负荷。电感磁储能技术主要指利用电感器设备,将电能进行磁场能形式的转化,之后在光伏发电系统需要使用电力发电时,可以再次将磁场能转换成电能并释放处理[4]。此外基于电磁储能工作人员还可以运用电容储能技术,利用电场能将电能储存在电容器设备中,需要光伏发电时可以及时释放。与其他类型的电磁储能技术相似,电容储能同样具备响应速度快、储存容量大等优点,并且在新能源系统运行期间可以根据实际情况,将系统的短时备用功率和瞬时功率等参数调整至合理范围内。避免影响新能源系统的安全稳定运行。
结论:
综上所述,储能技术的应用直接影响光伏发电系统的整体运行质量与应用质量。必须聚焦电力调峰、继电保护、负荷响应、电力系统运行等方面光伏发电系统中储能技术的应用价值,采取相关的应用要点,保障光伏发电系统的系列发电工作顺利开展。
参考文献:
[1]陈楷文.储能技术在光伏发电系统中的应用[J].光源与照明,2023,(12):105-107.
[2]金阳.新能源电力系统中的储能技术研究[J].低碳世界,2023,13(11):49-51.
[3]武慧敏.电网光伏系统中储能技术的应用研究[J].光源与照明,2023,(12):108-110.
[4]高晓,单亚辉,黄仁国,等.储能技术在光伏发电系统中的方案比选与优化研究[J].中国新技术新产品,2024,(06):38-40.
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