光伏發(fā)電系統(tǒng)中你不知道的蓄能技術

光伏發(fā)電系統(tǒng)中的蓄能技術是轉(zhuǎn)移高峰電力、開發(fā)低谷用電、優(yōu)化資源配置、保護生態(tài)環(huán)境的一項重要技術措施。在我國，蓄能技術的推廣應用剛剛起步，雖然推廣應用的面很小，但效益明顯，潛力很大。

        1.光伏發(fā)電系統(tǒng)中蓄能技術的作用

　　蓄能技術特別適用于可再生能源的光伏發(fā)電系統(tǒng)，由于可再生能源的不穩(wěn)定性，導致其不能連續(xù)運行，因此，蓄能技術在光伏發(fā)電系統(tǒng)中有著非常重要的作用。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中蓄能技術的作用如下

　　1)負荷調(diào)節(jié)作用。能量存儲裝置可在電力系統(tǒng)的負荷低谷期充電，負荷高峰期放電。

　　2)負荷跟蹤。超導蓄能系統(tǒng)、蓄電池蓄能系統(tǒng)和飛輪蓄能系統(tǒng)等通過電力電子接口，能夠快速跟蹤負荷的變化，從而減輕了大型發(fā)電機跟蹤負荷的需要。

　　3)系統(tǒng)穩(wěn)定。蓄能裝置輸出的有功功率和無功功率的迅速變化，可有效地對系統(tǒng)中的功率和頻率振蕩起到阻尼作用。

　　4)自動發(fā)電控制。具有AGC的蓄能裝置可有效地減小區(qū)域控制誤差。

　　5)旋轉(zhuǎn)動能存儲。具有電力電子接口的蓄能裝置可迅速地增加其電能輸出，可作為電力系統(tǒng)中的旋轉(zhuǎn)動能，減少常規(guī)電力系統(tǒng)對旋轉(zhuǎn)動能的需要。

　　6)VAR控制和功率因素校正。具有電力電子接口的蓄能裝置，在快速提供有功功率的同時還可以提供迅速變化的無功功率。

　　7)黑啟動能力。蓄能裝置可以為孤島運行的光伏發(fā)電設備提供啟動時需要的電能。

　　8)增加發(fā)電設備的效率以減少其維護。蓄能裝置跟蹤負荷的能力可使光伏發(fā)電系統(tǒng)運行于恒定輸出功率狀態(tài)，使其發(fā)電設備運行于高效率的運行點，從而提高了總的發(fā)電效率、發(fā)電設備的維護間隔和使用壽命。

　　9)延緩了系統(tǒng)對新增輸電容量的需要。在系統(tǒng)中適當?shù)牡貐^(qū)配置蓄能裝置，在用電低谷期對它們充電，從而減少了輸電線路的峰值負荷容量，有效地增加了輸電線路的容量

　　10)延緩了系統(tǒng)對新增發(fā)電容量的需求。當蓄能裝置削平了負荷峰值后，即減少了系統(tǒng)對調(diào)峰機組的容量的需要。

　　11)提高了發(fā)電設備的有效利用率。在用電高峰期，蓄能裝置輸出的電力可增加系統(tǒng)的總容量。

　　2.蓄電池蓄能

　　由于自然資源的特性，可再生能源用于發(fā)電時其功率輸出具有明顯的間歇性和波動性，其變化是隨機的，容易對電網(wǎng)產(chǎn)生沖擊，嚴重時會引發(fā)電網(wǎng)事故。為充分利用可再生能源并保障其供電可靠性，就要對這種難以準確預測的能量變化進行及時的控制和抑制，蓄能裝置就是用來解決這一問題。蓄電池蓄能系統(tǒng)由蓄電池、逆變器、控制裝置、輔助設備(安全、環(huán)境保護設備)等部分組成。

　　蓄電池組是離網(wǎng)太陽能（000591）光伏發(fā)電系統(tǒng)中的貯能裝置，由它將太陽能電池方陣從太陽輻射能轉(zhuǎn)換來的直流電轉(zhuǎn)換為化學能貯存起來，以供負載應用。由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸入能量極不穩(wěn)定，所以一般需要配置蓄電池才能使負載正常工作。太陽能電池產(chǎn)生的電能以化學能的形式儲存蓄電池中，在負載需要供電時，蓄電池將化學能轉(zhuǎn)換為電能供應給負載。

　　蓄電池的特性直接影響太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作效率、可靠性和價格。蓄電池容量的選擇一般要遵循以下原則首先在能夠滿足負載用電的前提下，把白天太陽能電池組件產(chǎn)生的電能盡量存儲下來，同時還要能夠存儲預定的連續(xù)陰雨天時用電負載需要的電能。蓄電池容量受到末端負載需用電量，日照時間(發(fā)電時間)的影響。因此蓄電池瓦時容量和安時容量由預定的負載需用電量和連續(xù)無日照時間決定，因此蓄電池的性能直接影響著太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作特性。

　　綜合分析各種蓄電池的特性，由于鉛酸蓄電池具有良好的性價比，而且能量密度也能達到系統(tǒng)設計的要求，因此在這些蓄電池之中，性價比很高的鉛酸蓄電池最適合應用于光伏發(fā)電系統(tǒng)，鉛酸蓄電池歷史最悠久，應用依然十分廣泛，鉛酸蓄電池于1859年由普蘭特(Plante)發(fā)明，至今已有150多年歷史。一百多年來，鉛酸蓄電池的工藝、結構、生產(chǎn)、性能和應用都在不斷發(fā)展，科學技術的發(fā)展給古老的鉛酸蓄電池帶來蓬勃的生機。

　　鉛酸蓄電池在近代有了重大改革，性能有了極大飛躍。主要標志是20世紀70年代研發(fā)的閥控密封式鉛酸(Valve-RegulatedLeadAcidBatteryVRLA)蓄電池。美國GatesEnergyProductsInc首創(chuàng)超細玻璃纖維吸液式全密封技術，從而發(fā)展了鉛酸蓄電池。近十來年中，又進一步提高雙極性VRLA蓄電池和水平式電極VRLA蓄電池性能。在雙極性VRLA蓄電池中引入強力薄板兩側為正負活性物質(zhì)的雙極性電極，使內(nèi)阻大大降低，從而大大提高比能量和充電速度，這種VRLA蓄電池能量高、成本低、壽命長(十年)、容量大(是普通鉛酸蓄電池的二倍)、不漏液、安全、不污染、可回收、免維護、使用方便。對于新發(fā)展的雙極性和水平式VRLA蓄電池，C/3放電比能量≥50Wh/kg，顯示了優(yōu)良的性能。

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