摘要：隨著全球能源需求的不斷增長和環(huán)境保護(hù)意識的日益增強(qiáng)，光伏發(fā)電作為清潔、可再生的能源形式，正受到越來越多的關(guān)注。然而，光伏發(fā)電受天氣和地理?xiàng)l件影響較大，其輸出具有間歇性和不穩(wěn)定性。儲能技術(shù)的引入，為解決這一問題提供了有效途徑。本文旨在探討光伏發(fā)電與儲能之間的關(guān)系，分析儲能技術(shù)在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用及其對系統(tǒng)性能的影響。1聯(lián)5系8電2話171微3信5同2號2

1.引言

光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術(shù)。然而，由于太陽能的間歇性和不穩(wěn)定性，光伏發(fā)電系統(tǒng)難以提供持續(xù)穩(wěn)定的電力輸出。儲能技術(shù)的出現(xiàn)，使得光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠在光照充足時儲存電能，在光照不足時釋放電能，從而提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。

2.光伏發(fā)電的基本原理與特點(diǎn)

光伏發(fā)電的基本原理是光生伏特效應(yīng)，即光子照射到半導(dǎo)體材料上產(chǎn)生電動勢的現(xiàn)象。光伏發(fā)電系統(tǒng)具有清潔環(huán)保、資源豐富、易于維護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，但也存在受天氣影響大、儲能難度大等局限性。

3.儲能技術(shù)及其在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用

儲能技術(shù)是指將電能、熱能或其他形式的能量轉(zhuǎn)化為一種可以儲存的形式，并在需要時將其轉(zhuǎn)化為電能或其他形式的能量釋放出來的技術(shù)。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，儲能技術(shù)主要應(yīng)用于平衡電網(wǎng)負(fù)荷、提高能源利用效率、增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性等方面。

常見的儲能技術(shù)包括電池儲能、超級電容器儲能、抽水蓄能等。其中，電池儲能因其技術(shù)成熟、成本低廉、使用壽命長等優(yōu)點(diǎn)，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中得到了廣泛應(yīng)用。通過儲能系統(tǒng)，光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠在光照充足時儲存電能，在夜間或陰雨天釋放電能，從而實(shí)現(xiàn)了電能的平衡利用。

4.儲能技術(shù)對光伏發(fā)電系統(tǒng)性能的影響

提高能源利用效率：儲能技術(shù)使得光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠在光照充足時儲存電能，在夜間或陰雨天釋放電能，從而減少了能源的浪費(fèi)，提高了能源利用效率。

增強(qiáng)電網(wǎng)穩(wěn)定性：儲能系統(tǒng)能夠快速響應(yīng)電網(wǎng)需求的變化，提供調(diào)頻、調(diào)峰及緊急備用等服務(wù)，從而增強(qiáng)了電網(wǎng)的穩(wěn)定性和可靠性。

促進(jìn)新能源消納：隨著新能源發(fā)電比例的增加，電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力不足的問題日益凸顯。儲能技術(shù)能夠有效地存儲新能源發(fā)電，減少因電網(wǎng)調(diào)節(jié)能力不足導(dǎo)致的棄風(fēng)棄光現(xiàn)象，從而促進(jìn)新能源的有效利用。

支持智能電網(wǎng)建設(shè)：儲能系統(tǒng)作為智能電網(wǎng)的重要組成部分，能夠?qū)崿F(xiàn)對電能的智能管理和調(diào)度，提高電網(wǎng)的智能化水平。

5.Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)

5.1平臺概述

安科瑞Acrel-2000ES儲能能量管理系統(tǒng)具有完善的儲能監(jiān)控與管理功能,涵蓋了儲能系統(tǒng)設(shè)備(PCS、BMS、電表、消防、空調(diào)等)的詳細(xì)信息,實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控、報警管理、統(tǒng)計(jì)報表等功能。在高級應(yīng)用上支持能量調(diào)度,具備計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。既可以用于儲能一體柜,也可以用于儲能集裝箱,是專門用于設(shè)備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺。

5.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

5.3系統(tǒng)功能

5.3.1實(shí)時監(jiān)測

系統(tǒng)人機(jī)界面友好，能夠顯示儲能柜的運(yùn)行狀態(tài)，實(shí)時監(jiān)測PCS、BMS以及環(huán)境參數(shù)信息，如電參量、溫度、濕度等。實(shí)時顯示有關(guān)故障、告警、收益等信息。

5.3.2設(shè)備監(jiān)控

系統(tǒng)能夠?qū)崟r監(jiān)測PCS、BMS、電表、空調(diào)、消防、除濕機(jī)等設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行模式。

PCS監(jiān)控：滿足儲能變流器的參數(shù)與限值設(shè)置；運(yùn)行模式設(shè)置；實(shí)現(xiàn)儲能變流器交直流側(cè)電壓、電流、功率及充放電量參數(shù)的采集與展示；實(shí)現(xiàn)PCS通訊狀態(tài)、啟停狀態(tài)、開關(guān)狀態(tài)、異常告警等狀態(tài)監(jiān)測。

BMS監(jiān)控：滿足電池管理系統(tǒng)的參數(shù)與限值設(shè)置；實(shí)現(xiàn)儲能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監(jiān)測；實(shí)現(xiàn)電池充放電狀態(tài)、電壓、電流及溫度異常狀態(tài)的告警。

空調(diào)監(jiān)控：滿足環(huán)境溫度的監(jiān)測，可根據(jù)設(shè)置的閾值進(jìn)行空調(diào)溫度的聯(lián)動調(diào)節(jié)，并實(shí)時監(jiān)測空調(diào)的運(yùn)行狀態(tài)及溫濕度數(shù)據(jù)，以曲線形式進(jìn)行展示。

UPS監(jiān)控：滿足UPS的運(yùn)行狀態(tài)及相關(guān)電參量監(jiān)測。

5.3.3曲線報表

系統(tǒng)能夠?qū)CS充放電功率曲線、SOC變換曲線、及電壓、電流、溫度等歷史曲線的查詢與展示。

5.3.4策略配置

滿足儲能系統(tǒng)設(shè)備參數(shù)的配置、電價參數(shù)與時段的設(shè)置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計(jì)劃曲線、削峰填谷、需量控制等。

5.3.5實(shí)時報警

儲能能量管理系統(tǒng)具有實(shí)時告警功能，系統(tǒng)能夠?qū)δ艹浞烹娫较蕖囟仍较蕖⒃O(shè)備故障或通信故障等事件發(fā)出告警。

5.3.6事件查詢統(tǒng)計(jì)

儲能能量管理系統(tǒng)能夠?qū)b信變位，溫濕度、電壓越限等事件記錄進(jìn)行存儲和管理，方便用戶對系統(tǒng)事件和報警進(jìn)行歷史追溯，查詢統(tǒng)計(jì)、事故分析。

5.3.7遙控操作

可以通過每個設(shè)備下面的紅色按鈕對PCS、風(fēng)機(jī)、除濕機(jī)、空調(diào)控制器、照明等設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控制，但是當(dāng)設(shè)備未通信上時，控制按鈕會顯示無效狀態(tài)。

5.3.8用戶權(quán)限管理

儲能能量管理系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行，設(shè)置了用戶權(quán)限管理功能。通過用戶權(quán)限管理能夠防止未經(jīng)授權(quán)的操作（如遙控的操作，數(shù)據(jù)庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權(quán)限，為系統(tǒng)運(yùn)行、維護(hù)、管理提供可靠的安全保障。

7.結(jié)論

光伏發(fā)電與儲能技術(shù)存在著緊密的聯(lián)系。儲能技術(shù)的引入，使得光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠在光照充足時儲存電能，在光照不足時釋放電能，從而提高了系統(tǒng)的可靠性和穩(wěn)定性。同時，儲能技術(shù)還對光伏發(fā)電系統(tǒng)的能源利用效率、電網(wǎng)穩(wěn)定性、新能源消納以及智能電網(wǎng)建設(shè)等方面產(chǎn)生了積極的影響。未來，隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步和成本的降低，光伏發(fā)電與儲能技術(shù)的結(jié)合將在全球能源轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮更加重要的作用。

參考文獻(xiàn)

【1】安科瑞企業(yè)微電網(wǎng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用手冊.2022.05版

作者簡介：

謝繼東，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要從事配電室在線監(jiān)控系統(tǒng)相關(guān)產(chǎn)品的研發(fā)及應(yīng)用。

審核編輯 黃宇