摘要：隨著全球能源需求的不斷增長和環(huán)境保護意識的日益增強，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注。然而，光伏發(fā)電受天氣和地理條件影響較大，其輸出具有間歇性和不穩(wěn)定性。儲能技術的引入，為解決這一問題提供了有效途徑。本文旨在探討光伏發(fā)電與儲能之間的關系，分析儲能技術在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應用及其對系統(tǒng)性能的影響。1聯5系8電2話171微3信5同2號2

1.引言

光伏發(fā)電是利用半導體界面的光生伏特效應將光能直接轉變?yōu)殡娔艿囊环N技術。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。儲能技術的出現，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

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

3.儲能技術及其在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的應用

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

常見的儲能技術包括電池儲能、超級電容器儲能、抽水蓄能等。其中，電池儲能因其技術成熟、成本低廉、使用壽命長等優(yōu)點，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中得到了廣泛應用。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，從而實現了電能的平衡利用。

4.儲能技術對光伏發(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，提高了能源利用效率。

增強電網穩(wěn)定性：儲能系統(tǒng)能夠快速響應電網需求的變化，提供調頻、調峰及緊急備用等服務，從而增強了電網的穩(wěn)定性和可靠性。

促進新能源消納：隨著新能源發(fā)電比例的增加，電網調節(jié)能力不足的問題日益凸顯。儲能技術能夠有效地存儲新能源發(fā)電，減少因電網調節(jié)能力不足導致的棄風棄光現象，從而促進新能源的有效利用。

支持智能電網建設：儲能系統(tǒng)作為智能電網的重要組成部分，能夠實現對電能的智能管理和調度，提高電網的智能化水平。

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)設備(PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息,實現了數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢與分析、可視化監(jiān)控、報警管理、統(tǒng)計報表等功能。在高級應用上支持能量調度,具備計劃曲線、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,是專門用于設備管理的一套軟件系統(tǒng)平臺。

5.2系統(tǒng)結構圖

5.3系統(tǒng)功能

5.3.1實時監(jiān)測

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

5.3.2設備監(jiān)控

系統(tǒng)能夠實時監(jiān)測PCS、BMS、電表、空調、消防、除濕機等設備的運行狀態(tài)及運行模式。

PCS監(jiān)控：滿足儲能變流器的參數與限值設置；運行模式設置；實現儲能變流器交直流側電壓、電流、功率及充放電量參數的采集與展示；實現PCS通訊狀態(tài)、啟停狀態(tài)、開關狀態(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)的參數與限值設置；實現儲能電池的電芯、電池簇的溫度、電壓、電流的監(jiān)測；實現電池充放電狀態(tài)、電壓、電流及溫度異常狀態(tài)的告警。

空調監(jiān)控：滿足環(huán)境溫度的監(jiān)測，可根據設置的閾值進行空調溫度的聯動調節(jié)，并實時監(jiān)測空調的運行狀態(tài)及溫濕度數據，以曲線形式進行展示。

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

5.3.3曲線報表

系統(tǒng)能夠對PCS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)設備參數的配置、電價參數與時段的設置、控制策略的選擇。目前支持的控制策略包含計劃曲線、削峰填谷、需量控制等。

5.3.5實時報警

儲能能量管理系統(tǒng)具有實時告警功能，系統(tǒng)能夠對儲能充放電越限、溫度越限、設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

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

5.3.7遙控操作

可以通過每個設備下面的紅色按鈕對PCS、風機、除濕機、空調控制器、照明等設備進行相應的控制，但是當設備未通信上時，控制按鈕會顯示無效狀態(tài)。

5.3.8用戶權限管理

儲能能量管理系統(tǒng)為保障系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行，設置了用戶權限管理功能。通過用戶權限管理能夠防止未經授權的操作（如遙控的操作，數據庫修改等）。可以定義不同級別用戶的登錄名、密碼及操作權限，為系統(tǒng)運行、維護、管理提供可靠的安全保障。

7.結論

光伏發(fā)電與儲能技術存在著緊密的聯系。儲能技術的引入，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，儲能技術還對光伏發(fā)電系統(tǒng)的能源利用效率、電網穩(wěn)定性、新能源消納以及智能電網建設等方面產生了積極的影響。未來，隨著技術的不斷進步和成本的降低，光伏發(fā)電與儲能技術的結合將在全球能源轉型和可持續(xù)發(fā)展中發(fā)揮更加重要的作用。

參考文獻

【1】安科瑞企業(yè)微電網設計與應用手冊.2022.05版

作者簡介：

謝繼東，男，現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)相關產品的研發(fā)及應用。

審核編輯 黃宇