光伏电站储能系统配置研究

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配电系统光伏、储能、充电桩、智慧路灯一体化配电站技术研究

配电系统光伏、储能、充电桩、智慧路灯一体化配电站技术研究

配电系统光伏、储能、充电桩、智慧路灯一体化配电站技术研究摘要:随着社会经济的发展,企业居民对电力的需求日益增长,目前在城中村人口密集区、小工厂聚集地等仍存在供电能力不足的情况,影响供电可靠性及电能质量,在台区低压侧配置电池储能系统的供电方案,可以有效解决台区变压器重过载问题;同时响应国家双碳政策,光伏发电、电动汽车、智慧路灯的投入使用都是减少能源消耗、改善环境的一种有效方法,实现配电系统光伏、储能、充电桩、智慧路灯一体化配电站,具有一定的社会效益。

本文主要研究工作包括如下几点:(1)分布式储能系统接入电网低压侧设备配置及保护方式;(2)分布式光伏电源接入电网低压侧设备配置及保护方式;(3)充电桩、智慧路灯接入电网低压侧设备配置及保护方式。

关键词:分布式储能系统;分布式光伏发电;充电桩;智慧路灯;引言:配电系统光伏、储能、充电桩、智慧路灯接入电网形式配电系统光伏、储能、充电桩、智慧路灯接入电网形式系统图见图1-1:图1-1配电系统光伏、储能、充电桩、智慧路灯接入电网形式系统图一、分布式储能系统接入电网低压侧设备配置及保护方式1、研究目的本章节对配电站融合分布式储能发电系统,储能系统设备配置及保护方式设计研究。

在配电站变压器低压侧配置电池储能系统的方案,可以有效解决台区变压器重过载问题。

2、设备配置及保护方式研究目前常规配电站面积约30㎡,常用变压器容量为630kVA、800kVA,根据用电密集台区变压器典型负荷曲线进行分析,85%以上变压器负载率处于70%~90%之间,部分时段重载。

以800kVA台区为例,拟计划降低变压器负载率至80%以下即640kW以下,重载时段功率约为720kW,因此拟计划配置储能容量为100kW/200kWh,储能系统输出为AC380V,通过电缆接入台区低压馈线柜出线断路器,该处作为储能系统并网点,可满足负荷高峰时功率输出要求。

储能系统在配电站低压柜总进线处新加装一组测量CT,采集总进线电流传送到储能系统,用以实时监测总负荷功率,储能系统根据实时负荷总功率自动进行削峰填谷,进行变压器最大需用量功率调节。

光伏储能建设方案

光伏储能建设方案

光伏储能建设方案随着能源需求的增长和可再生能源的重要性日益凸显,光伏储能技术逐渐引起了人们的关注。

光伏储能是通过将太阳能转化为电能,并将其储存在电池中,以供日后使用。

本文将介绍一个可行的光伏储能建设方案,旨在提供清洁、可持续的能源解决方案。

一、引言光伏储能技术是一种综合利用光伏发电和电池储能的技术手段,可以有效地解决太阳能发电的不稳定和间断性。

本方案旨在通过建设光伏发电站和配套的储能系统,实现可持续发电和能源供给。

二、光伏发电站建设1.选址与土地准备首先,需要选择适合光伏发电站建设的区域,优先考虑日照充足、地形平整、无阻碍物、电网接入便利等因素。

同时,还需要完成土地准备工作,确保发电站的基础设施建设和设备安装顺利进行。

2.光伏组件安装在选定的区域内,按照一定的布局计划,安装光伏组件。

光伏组件的安装应遵循一定的角度和间距要求,以最大程度地吸收太阳能并转化为电能。

3.光伏逆变器和电网连接光伏逆变器可以将光伏组件产生的直流电转换为交流电,并与电网进行连接。

逆变器的选用应考虑其效率、可靠性和适应性,以确保发电效果的最大化。

4.监控与维护系统建设为了确保光伏发电站的正常运行,需要建立监控与维护系统,及时监测发电情况、故障检测、设备维护等工作。

这可以通过远程监控系统和巡检人员的日常工作来实现。

三、储能系统建设1.储能技术选择光伏储能系统的核心是电池组,其选择应考虑功率密度、能量密度、循环寿命、安全性等方面,以满足系统储能和释放的需求。

2.储能系统容量根据光伏发电站的实际情况和负荷需求,确定储能系统的容量。

这涉及到电池组的数量、额定容量和并联、串联连接的配置等。

3.储能系统运行管理为了保证储能系统的高效运行,需要建立合理的运行管理机制。

这包括电池组的定期检测与维护、充放电策略的优化、系统的安全监控等。

四、光伏储能建设方案优势与挑战1.优势光伏储能建设方案具有可再生、清洁、无排放等优点,可以有效减少对传统能源的依赖,并为环境保护作出贡献。

分布式光伏电站集装箱式储能系统方案设计

分布式光伏电站集装箱式储能系统方案设计

分布式光伏电站集装箱式储能系统方案设

背景
随着全球能源消耗量的快速增长和环保意识的不断提高,光伏
发电逐渐成为一种趋势。

然而,由于光伏电站的不稳定性和造价较
高等因素,其普及仍存在难题。

因此,我们需要设计一种分布式光
伏电站集装箱式储能系统方案,以提高光伏发电的稳定性和可靠性,降低成本,进一步推广应用。

设计方案
我们的方案是将多个分布式光伏电站与集装箱式储能系统相结合,实现能量的收集、转换、存储和使用的全过程。

具体方案如下:
分布式光伏电站
我们将在多个地理位置建设分布式光伏电站,以充分利用太阳
能资源。

每个电站将配备智能控制系统,实现对电站的全面监控和
管理,以确保电站的高效运行和安全性。

集装箱式储能系统
我们将采用集装箱式储能系统进行能量存储。

集装箱具有模块化、可移动等优点,便于系统的部署和运维。

储能系统将包括锂离
子电池组、逆变器、监控系统等部分,能够有效地存储和提供电能。

智能控制系统
为保证整个系统的运行效率和安全性,我们将设计和部署智能
控制系统,实现对光伏电站、储能系统和能源使用的全面监控和调度。

控制系统将具备故障诊断和预测能力,能够及时发现和解决问题,提高系统的可靠性。

总结
分布式光伏电站集装箱式储能系统方案的设计可以有效地提高
光伏发电的可靠性和稳定性,降低成本,推广应用。

我们将在接下
来的实践中逐步实现这一方案,并进行实际效果的评估和持续改进。

屋顶光伏与储能一体化发电系统设计研究

屋顶光伏与储能一体化发电系统设计研究

屋顶光伏与储能一体化发电系统设计研究摘要:由于光伏技术系统结构建设较为灵活、简便,因此在很多地区都得到了广泛应用。

但是由于光伏技术是利用太阳能进行发电的,所以其能源转化效率与区域内的系统储能技术对于其能效有巨大影响。

为了能够保证光伏发电供能区域的电能稳定,在光伏及其储能体系中接入交流电网,以实现光储系统与国家电网的互补供能。

本文对屋顶光伏与储能一体化发电系统设计进行分析,以供参考。

关键词:光伏发电;储能一体化;设计引言太阳能已成为一种最为广泛传播的清洁可再生能源之一,其潜力巨大。

但是,受限于天气、光照、季节等因素,太阳能发电具有一定的不确定性。

因此,为了优化太阳能的利用效率,光伏与储能一体化发电系统得到了广泛关注。

该系统可以将太阳能通过光伏电池板转换为电能,储存起来在需要的时候使用。

这种系统在实际应用中具有重要的意义,可以提高太阳能的利用效率,降低对传统能源的依赖,同时减少对环境的污染,具有重要的经济价值和社会价值。

1 屋顶光伏与储能一体化发电系统设计概述1.1 光伏与储能一体化发电系统的设计原理光伏与储能一体化发电系统主要由光伏电池板、储能装置、控制器以及逆变器等组成。

系统首先利用光伏电池板将太阳能转化为直流电能,然后通过控制器将产生的电能存储到储能装置中。

当发电量不足时,系统会自动从储能装置中取出储存的电能进行供电。

逆变器则将储能装置中储存的直流电能转换为交流电能,用于满足家庭用电等需要。

1.2 光伏与储能一体化发电系统运行及性能评估针对该系统,在不同天气和光照条件下开展实验,实验结果表明,该系统的发电效率非常高,可以满足家庭用电等各种需求。

同时,该系统存储效率也非常高,能够在日出夜落时供电。

此外,利用该系统还可以将多余的电能卖回电网,产生经济效益。

2屋顶光伏发电与储能系统设计要点2.1 收集地理和气象参数太阳能这种清洁能源虽然具有各种应用优势,但是其也存在一定的限制,其中最大的限制便是地理条件以及气象条件的限制。

光伏电站储能设备选择与配置研究

光伏电站储能设备选择与配置研究

光伏电站储能设备选择与配置研究发布时间:2023-06-02T08:17:29.431Z 来源:《科技潮》2023年8期作者:金文静[导读] 受光伏资源特性的影响,光伏发电具有波动性大、抗扰性差、发电功率变化快等特点,随着新能源基地建设等大规模光伏电站投入,将会对区域电网的运行调度、电能质量控制等带来极大影响,也对调度人员的技术技能水平提出了更高要求。

随着光伏发电装机的不断增加,不仅增加了实时电压调节的难度,更是增加了频率调节的难度。

甘肃电投能源发展股份有限公司甘肃兰州 730000摘要:近年来,储能应用技术因响应速度比较快、电能指令跟踪精确度高等特点,经常应用于光伏发电、风力发电等方面。

而在光伏发电场科学、合理配置储能设施,形成光储联合一体的发电设施,一方面能全面弥补光伏发电的波动性,另一方面能提高光伏电站送出功率的稳定性,改善光伏发电电能质量。

关键词:光伏电站储能设备选择配置受光伏资源特性的影响,光伏发电具有波动性大、抗扰性差、发电功率变化快等特点,随着新能源基地建设等大规模光伏电站投入,将会对区域电网的运行调度、电能质量控制等带来极大影响,也对调度人员的技术技能水平提出了更高要求。

随着光伏发电装机的不断增加,不仅增加了实时电压调节的难度,更是增加了频率调节的难度。

一、光伏发电并网不足分析:1.受光伏资源特性的影响,光伏发电功率波动幅值大,对于电力系统稳定运带来极大影响,极容易产生电压波动闪变,大大影响电网电能质量。

2.受光照强度不确定性的影响,光伏发电存在功率的瞬时突变,可能导致区部电网运行频率不稳定,尤其是当系统内光伏电站发电规模占比较大时,将会进一步恶化电网频率的稳定性,大大增加了电网的调频难度。

3.随着新能源基地的不断建设,将会有大规模光伏发电项目持续接入电网,将大大增加了电力调度难度,因光伏发电功率不确定性,电网需要预留备用电源进行补偿。

4.随着光伏等新能源发电接入电网的占比逐年上升,对电力系统调峰能力的需求不断增大。

分布式光伏电站与储能技术方案及经济性探讨

分布式光伏电站与储能技术方案及经济性探讨

分布式光伏电站与储能技术方案及经济性探讨摘要:分布式光伏电站作为一种可再生能源,具有绿色、环保、可持续的特点,越来越受到关注。

储能技术作为保障电力系统稳定运行的关键技术,对于提高分布式光伏电站的性能具有重要作用。

本文将对分布式光伏电站与储能技术方案及经济性进行探讨。

首先,阐述分布式光伏电站的发展现状与趋势,以及储能技术的分类及应用。

其次,分析分布式光伏电站与储能技术方案的选择与设计,包括技术指标、配置方式等。

然后,从投资成本、运行成本、收益等方面对分布式光伏电站与储能技术的经济性进行分析。

最后,总结本文的研究成果,并对未来发展趋势进行展望。

关键词:分布式光伏电站;储能技术;方案设计;经济性分析1分布式光伏电站的发展现状与趋势1.1装机容量增长迅速近年来,全球分布式光伏电站的装机容量呈现出快速增长的趋势。

根据全球可再生能源机构(IRENA)的数据,2020年全球分布式光伏电站新增装机容量达到29.2GW,同比增长22%。

这主要是由于分布式光伏电站具有占地面积小、安装灵活、就近供电等特点,受到许多国家的政策支持和市场青睐[1]。

1.2技术进步与成本降低随着光伏技术的不断进步,分布式光伏电站的成本逐步降低。

根据国际能源署(IEA)的数据,2010年至2020年间,光伏组件的价格下降了80%以上。

此外,电池转换效率的提高和组件尺寸的增加也使得分布式光伏电站的建设成本进一步降低。

1.3政策支持与市场驱动许多国家纷纷出台政策支持分布式光伏电站的发展。

例如,中国政府推出了一系列支持分布式光伏电站建设的政策,包括度电补贴、分布式光伏发电市场化交易等。

此外,随着能源价格的上涨和环境意识的增强,越来越多的企业和家庭开始选择投资分布式光伏电站,以实现节能减排和降低能源成本。

1.4储能技术的应用随着分布式光伏电站的普及,储能技术在提高电站性能方面的作用日益凸显。

通过配置储能设备,可以实现电力的存储和释放,从而提高电站的稳定性和电力质量。

储能技术在光伏并网发电系统中的应用研究

储能技术在光伏并网发电系统中的应用研究

储能技术在光伏并网发电系统中的应用研究摘要:我国经济高速发展的形势下,太阳能光伏发电已经逐渐成为我国能源领域一种绿色节能型能源供应,太阳能光伏发电极大促进我国环境友好型社会建设的健康发展。

但是光伏并网发电系统在单独运行过程中经常会出现供电不稳定等问题,在光伏并网发电系统运行过程中合理应用储能技术就能够有效解决这些问题关键词:储能技术;光伏并网发电系统;应用;由于其巨大的能量密度,存储电池常常被用作能量存储设备,但其能量密度很小。

它不适合频繁的充放电和高功率的充电和放电。

短期电力负荷和波动负载较低的平均功率、峰值功率较高,如果使用的电池,以满足短期高功率容量,其配置远远大于常规的负荷,造成浪费,电池容量的电池使用的下降,增加抵抗能力,减少电力的产出能力,冲击负载的使用。

作为一种新型的储能设备,超级电容器具有较大的功率密度和快速响应能力,但它们的能量密度太小,无法提供长期能量,这些特性是电池的补充。

一、储能技术1.超导磁能存储系统。

超导磁储能系统利用由超导线制成的线圈,储存由电网供电激发产生的磁能,并在需要时将能量储存回电网中。

超导技术的优势:长期没有能量储存,能源回报效率高,功率输出的能量释放速度快,不需要改变形式的能量,快速响应,转换效率高(> 96%),具体的能力(1~10kwh /公斤)和电力(104 ~105千瓦/公斤);可调电压,频率,由中小企业活跃和无功功率,可以实现实时和大容量电力系统能量交换和功率补偿。

上世纪90年代,超导储能技术已被应用于风力发电系统。

基于高温超导涂层导体的研究和开发,适合系统操作在液氮温度下;解决问题支持高场磁体线圈力学;结合灵活的传输技术,进一步降低投资和运行成本;探讨分布式中小企业及其控制和保护策略与实际系统相结合。

2.超级电容器储能技术。

超级电容器是基于电化学双电层理论的发展,可以提供一个强大的功率脉冲,充电电极表面理想极化状态,电荷会吸引周围电解质溶液中的离子,这是附着在电极表面,形成双层结构,双层电容器。

屋顶光伏与储能一体化发电系统的设计分析

屋顶光伏与储能一体化发电系统的设计分析

屋顶光伏与储能一体化发电系统的设计分析随着社会持续发展,能源消耗量日益增加。

随之,环境污染日益加重,必须开发利用各种清洁能源,减少能耗量,降低对周围环境的污染程度。

作为一种重要的可持续再生能源,太阳能的应用在世界范围内不断扩大,光伏系统在我国的应用也逐渐增多,发挥着不可替代的作用,在缓解日益加重能源危机的基础上,也满足了用户的用电需求。

因此,本文作者对屋顶光伏与储能一体化发电系统设计这一课题予以了探讨。

标签:屋顶;光伏;储能;一体化;发电系统;设计;分析0 引言随着社会经济持续发展,人们的生活水平日渐提高,传统能源已经无法满足他们的客观需求,其供应日渐紧张,加上传统能源不具备可再生性,大大加重了人类社会在经济可持续发展方面的担忧。

面对这种情况,迫切需要开发、利用各种新能源,尤其是可再生能源,取代那些资源有限、严重污染周围环境的常规能源,缓解日益加重的能源危机。

太阳能属于重要的定性清洁能源,具有独特的优势,已成为社会大众关注的焦点,具有非常广阔的应用前景。

为此,需要全方位分析各种主客观影响因素,优化设计屋顶光伏与储能一体化的发电系统,使其更好地发挥自身作用。

1 屋顶光伏发电系统概述就屋顶光伏发电系统而言,由多种元素组合而成,比如,计量装置、光伏组件、并网逆变器,各自发挥着不同的作用。

当下,晶体硅太阳能电池组件、非晶硅薄膜电池组件是光伏组件的核心组成要素。

前者具有多样化的优势,比如,较长的使用寿命,较强的抗风和抗冰雹能力,光电的转换率可以到14%—17%;而后者是由半导体材料组成,只有几微米厚,其光电转换率为6%—6.5%,能够附在各类廉价的基片上,比如,玻璃。

如果发电量、功率相同,非晶硅太阳能薄膜电池成本远远低于晶体硅太阳能电池,已成为新时期最有可能实现发电成本和上网电价的一种新技术。

就屋顶光伏发电系统而言,把太阳能电池组件准确安装在屋顶合理的位置,这样在有太阳照射的时候,逆变器就会把光伏组件发出的直流电顺利转换为正弦交流电,可以直接用于电源驱动负荷,还可以把它切换到外面的公用电网中,实现小型光伏系统并网运行。

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光伏电站储能系统配置研究孙 庆,何 一(中国水电顾问集团成都勘测设计研究院,成都 610072)摘要:随着电力工业发展,新能源大规模接入,输配电系统面临提高系统可靠性、稳定性,改善电能质量,预防停电的要求,而储能是最佳解决方案。

该项目拟通过对储能系统的最新技术研究,提出适合微网系统安全稳定运行的储能系统配置及能量管理系统,实现电网安全稳定运行,并将相关研究成果在同类光伏电站中推广。

关键词:电力;微网;储能;配置Energy Storage System Configuration of PV Power PlantSUN Qing, HE Yi(Hydrochina Chengdu Engineering Corporation, Chengdu 610072, China)Abstract: Nowadays, with the electric power industry development, new large-scale energy access, transmission and distribution system faces increase system reliability and stability, improve power quality, prevent power requirements, and energy storage is the best solution. The project to be adopted by the new technology for energy storage systems research, propose system for grid security and stability of micro-grid storage system configuration and energy management system.Keywords: electric, micro-grid, energy storage, configuration1 光伏电站储能系统简介随着电力工业发展,新能源大规模接入,输配电系统面临提高系统可靠性、稳定性,改善电能质量,预防停电的要求,而储能是最佳解决方案。

本项目拟通过对储能系统的最新技术研究,提出适合微网系统安全稳定运行的储能系统配置及能量管理系统,实现电网安全稳定运行,并将相关研究成果在同类光伏电站中推广。

微网系统中的储能系统的作用主要有以下几个方面:(1)保证系统稳定。

光伏电站系统中,光伏输出功率曲线与负荷曲线存在较大差异,而且均有不可预料的波动特性,通过储能系统的能量存储和缓冲使得系统即使在负荷迅速波动的情况下仍然能够运行在一个稳定的输出水平。

(2)能量备用。

储能系统可以在光伏发电不能正常运行的情况下起备用和过渡作用,如在夜间或者阴雨天电池方阵不能发电时,这时储能系统就起备用和过渡作用,其储能容量的多少取决于负荷的需求。

(3)提高电力品质与可靠性。

储能系统还可防止负载上的电压尖峰、电压下跌和其他外界干扰所引起的电网波动对系统造成大的影响,采用足够多的储能系统可以保证电力输出的品质与可靠性。

作者简介:孙庆,男,大学本科,工程师,从事新能源项目设计工作;E-mail: sunqing0822@(4)日常能量储存。

在太阳辐照度强,负载较轻的时候,将多余的太阳能储存起来,充分吸收太阳能的电能。

可见,储能系统对于光伏电站的稳定运行至关重要。

储能系统不仅保证系统的稳定可靠,还是解决诸如电压脉冲、涌流、电压跌落和瞬时供电中断等动态电能质量问题的有效途径。

另外,储能系统在电站整体投资中占有相当大的比重,储能系统容量的合理选择及日常管理对系统整体经济性也有举足轻重的影响,所以必须对其进行深入分析,合理决策。

本项目具体针对的对象是阿里光伏电站,该电站位于西藏自治区阿里地区行署所在地狮泉河镇,行政区化隶属于西藏阿里地区噶尔县,海拔高程4 250~4 300 m。

对外交通仅有公路相通,距拉萨市1 752 km,距新疆喀什1 334 km,交通不便。

阿里光伏电站作为西藏首个大型微网光伏发电项目,在西藏乃至全国都具有重要的示范作用,将为全国其他微网地区的光伏电站建设提供宝贵的参考依据,同时对少数民族地区经济也有一定的推动作用。

2 项目技术方案2.1 项目总体技术概述光伏发电系统是利用太阳电池半导体材料的“光伏效应”将太阳光辐射能直接转换为电能的一种发电系统。

当阳光照射到太阳电池表面时,太阳电池吸收光能,产生光生“电子-空穴对”。

在电池内建电场作用下,光生电子和空穴对被分离,电池两端出现异号电荷的积累,即产生“光生电压”。

若在内建电场的两侧引出电极并接上负载,则“光生电流”从负载上流过,从而获得功率输出。

这样,太阳的光能就通过太阳电池直接转换成了可以付诸实用的直流电能。

目前光伏发电主要有三种方式:独立混合发电系统、并网光伏发电系统、光伏微网系统。

(1)独立混合发电系统独立混合发电系统包括电池方阵、蓄电池、电能转化与控制,还会包括柴油发电机和其他发电电源。

在电能充裕时,将电池方阵及其他发电源的能量通过充电控制器存到蓄电池组中;电能缺少时,将蓄电池中的能力通过放电控制器经电能转化装置转换成满足用户需要的电源。

柴油发电机作为冷备用,用于在紧急情况下给负载供电。

独立混合发电系统是目前偏远地区供电的主要形式,技术发展已经非常成熟,规模从是几十W的路灯系统到几百kW的独立混合电站。

逆变器与蓄电池充放电控制器技术也已形成产业化,功率等级已形成几十W到几十kW系列产品。

(2)并网光伏发电系统并网光伏发电系统主要包括低压并网光伏发电系统和高压并网发电系统,系统由包括电池方阵和并网逆变器组成。

目前用于低压及高压并网逆变器已有成熟产品,低压并网光伏发电系统逆变器最大单机容量500 kW,而高压并网发电系统逆变器单机最大容量1 MW。

并网逆变器为跟随电网频率和电压变化的电流源,功率因数为1或指令调节以电网为支撑,无法单独发电,在电网中容量受限,输出功率由光伏输入决定。

(3)光伏微网系统光伏微网系统可以与其它电源或电网并联运行。

该系统包括电池方阵、常规并网逆变器、储能单元、双向变流器、柴油发电机等。

柴油发电机与双向变流器(频率和电压可调)单独或联合组网,常规光伏并网双向变流器(单机最大几十kW)可经通讯线并联运行,同时进行微网能量管理。

目前该系统在德国、日本等国的成熟技术为100~300 kW系统,分布式多能源形式互补发电微网系统是目前研究的热点。

国内还处于研究阶段。

光伏微网系统中光伏电站可与水轮机发电机组、柴油发电机并联组网运行。

通过微网能量管理系统保证光伏电站与水轮机协调运行为电网输电。

光伏微网系统可以满足西藏狮泉河电网的需求。

本电站建成投产后,将与狮泉河电网已有4×1 600 kW水轮发电机和4×2 500 kW柴油发电机成一个水/光/柴的微网系统。

考虑到西藏地区的天气变化快,对光伏电站的出力影响很大。

通过对羊八井运行情况数据的采集分析,由于天气突变,光伏电站的出力最大突降会至额定出力的35%左右,下面对装机规模10 MWp进行分析(由于光伏电站建成后,系统仍然缺电,考虑蓄电池的配置规模按照1天只应对1~2次突变的情况分析)。

储能系统在电站整体投资中占有相当大的比重,储能系统容量的合理选择、设备选型、主要技术参数的确定、运行管理等对储能系统安全性、稳定性及经济性有举足轻重的影响,所以必须对其进行深入分析,合理选择。

储能系统工作原理如图1所示。

(电网交流母线上方为光伏电站电池方阵及常规并网逆变器,下方为蓄电池及双向逆变器,左侧为水电机组和柴油发电机组,右侧是负荷端。

)图1 典型微网系统示意图考虑在满发的情况下,由于天气变化,出力突降至额定的35%,需要柴油发电机或者水电站承担的负荷波动为10 MWp的65%,即6.5 MW(详见图2),考虑此时狮泉河水电站和系统柴油发电机均为冷备用、无法提供旋转备用容量。

所以6.5 MW的负荷均需要由储能系统补充,在不低频减载的情况下,考虑一定的裕量,按照7 MW的负荷来分析。

考虑由储能系统负责水轮发电机启动期间的电能输出,储能系统从光伏电站出力掉落至35%开始输出直到水轮发电机满载满足7 000 kW的负荷需要,由于水轮发电机从停机到满载约需6 min左右时间,需要储能系统能持续输出7 000 kW的能量,并维持10 min。

考虑最恶劣的工作状态,需要储能系统在未能进行充电的条件下进行连续2次放电,并且考虑到项目所处地交通不便,不宜经常进行储能元件的维护和更换,使得方案对储能系统配置容量及运行寿命提出了较高的要求。

图2 云、风、温度等因素对电站出力的影响2.2 储能系统方案策划目前全球电力储能技术主要有物理储能、化学储能和电磁储能三大类。

物理储能中最成熟的方案是抽水蓄能,其能量转换效率约为75%,主要用于电力系统的削峰填谷、调频调相等。

抽水蓄能电站的建设对当地地形、水文等有较高的要求,针对狮泉河地区,建设周期、成本及难度均偏大,不能适应短期内与光伏电站协同运行的要求。

物理储能中还有一种类型是飞轮储能,其特定是寿命长、无污染,但是能量密度较低,不适合单独作为大型储能系统。

电磁储能目前发展较受成本制约,如超导电磁储能等,成本高且技术不够成熟,不具备大规模推广的价值。

化学储能是目前针对该项目较为成熟的方案,化学储能主要有钠硫电池储能、液流电池储能、磷酸铁锂电池储能、铅酸电池储能及超级电容器等多种形式。

钠硫电池具有能量密度大、充电效率高的优点,但是由于需要在高温下工作,具有一定的安全隐患,而且生产工艺复杂,目前专利权主要掌握在日本公司手中,成本相对较高。

液流矾电池具有能量密度较高,放电深度可达100%的优点,但是由于正负极电解液容易交叉污染,对环境影响较大,目前还需解决一些问题后方可大规模推广。

超级电容器储能一般作为快速响应的储能系统,由于能量密度低及单位成本高,不适合整体作为大型储能系统配置,可作为大型储能系统的补充。

铅酸蓄电池是目前最为成熟的储能系统方案,具有技术成熟、成本低廉、可构建大规模储能系统的优点。

但是其对运行温度要求较高,且储能密度低,放电深度低(常规放电深度应不超过30%,特殊运用也不应超过50%),充放电次数有限的缺点,制约了在大型储能系统,特别是气候恶劣、交通不便的西部微网系统中的应用。

铅酸蓄电池在制作过程中产生的酸雾也对环境造成污染,不利于环保方面的要求。

磷酸铁锂电池是近几年发展较为迅速的一类电池,由于其具有能量密度较高、循环寿命较长、放电深度较大、放电电流大的特点,被大家所看好。

目前如比亚迪等公司,首先将其用于电动汽车的储能系统里,并逐步推广至电力系统的大规模储能系统中。

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