Page 86 - 电力与能源2021年第五期

5 7 8 杨 雯, 等: 基于分布式光伏能源微储能的一体化应用研究

因此, 不仅要提高效率, 在光储系统内还需要设置 ( 4 ) 当光伏发电小于用电负载时, 如果储能电
冷却系统或者温度补偿措施, 以免温度对设备的 池电量不足, 切换至电网供电。
危害过大。 光伏能源的采集有很大的不确定性, 因此对
储能相应的使用策略研究是非常有必要的。一般
3 光储一体化技术用电形式
来说, 光伏电池可以看作是一个恒电流源与一个
光储一体化系统一般由光伏组件和储能组件 正向二极管并联而成。由光伏电池的输出特性可
组成, 搭配电网完成供电。以此系统作为主要供 以看出, 光伏电池的输出功率同时受到光照强度
电来源, 以电网作为后备电源。在该系统中, 储能 和温度的影响, 当这二者不变时, 输出功率随着输
电池的存在还可以完成平滑光伏发电波动、 调峰 出电压的增大而先增大后减小, 这导致其输出功
调频等辅助功能, 提高光伏能源接入的可靠性和 率产生了一个极大值, 极不稳定。如果可以高效
稳定性。 地对光伏电池的功率极大值进行实时采集, 便可
光储一体化系统的用电形式一般可分为直流 以极大地提高电能稳定性。比较常见方法是在光
母线、 交流母线和交直流混合母线。直流母线类 伏电池后直接连接 DC-DC 变换模块来实现, 然后
型如图 1 所示。 搭配 Boost电路, 以最大功率点跟踪( MPPT ) 算法
交流母线类型如图 2 所示。 控制 Boost的通断, 使其等效阻抗改变到与光伏电
池内阻抗相匹配, 实现光伏电池的最大功率输出。
智慧一体化电源系统图如图 3 所示。

图 1 直流母线类型

图 2 交流母线类型 图 3 智慧一体化电源系统图
交流母线的用电形式相对来说简单一些, 直
5 光储一体化的应用控制设计
接由分布式储能装置和光伏发电系统通过变流装
置接入供电线路即可, 可以直接用于交流负荷为 对于光储一体化发电系统在微电网中的应用
主的设备。而直流母线形式则是效率较高, 便于 控制, 除了将光储放在直流侧协调控制外, 还可以
直流负荷为主的系统使用。为方便使用, 本文使 利用储能抑制出口功率波动。但这种方法会造成
用交流的形式展开研究。 储能的频繁动作, 不适合用于不宜频繁充放电的
锂电池。光照强度受实时天气影响较大, 为了保
4 光储一体化技术的控制策略分析
证微电网的正常运行, 还需要加入关联天气的光
为了电网和光伏储能设备的供电和谐, 避免 伏预测系统, 提前根据天气变化来预测控制储能
浪费能源, 必须制定相应的供电控制策略。 的充放电模式和功率。使储能电池在光伏功率较
( 1 ) 当光伏发电大于用电负载时, 光伏发电给 大时以较大功率充电, 在光伏功率较小时以较小
负载供电, 多余电量储存于储能电池中。甚至当 功率充电, 减少充放电对储能装置寿命的影响。
储能电池满电后, 可以将多余电量向电网输送。 暂态运行时, 光储发电系统对微电网的渗透
( 2 ) 当光伏发电小于用电负载时, 由储能电池 率最高可达 80% , 对微电网的稳定性和可靠性将
和光伏一起给负载供电。 是巨大考验。光储发电系统必须有相应的暂态控
( 3 ) 当光伏发电等于用电负载时, 由光伏发电 制策略, 以确保微电网的稳定性和可靠性。实际
向负载供电, 储能电池不充不放, 维持能量不变。 运行中, 储能寿命会受光伏影响, 不宜进行实时无