儲(chǔ)能逆變器 下一代光伏逆變器技術(shù)

　　大部分國(guó)家電網(wǎng)規(guī)定，光伏等分布式發(fā)電比例，不能超過電網(wǎng)的10%，超過了就要加入儲(chǔ)能系統(tǒng)，光伏系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電時(shí)如果不采用儲(chǔ)能系統(tǒng)，光伏系統(tǒng)會(huì)對(duì)電網(wǎng)帶來了一些不良的影響，并且，隨著光伏發(fā)電系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大以及光伏電源在系統(tǒng)中所占比例的不斷增加，這些影響變得不可忽視。通過對(duì)光伏發(fā)電的特性分析可知，光伏發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響主要是由于光伏電源的不穩(wěn)定性造成的，從電網(wǎng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的角度分析，不加儲(chǔ)能的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)造成的影響主要有以下幾點(diǎn)。

　　(1)對(duì)線路潮流的影響。未接入光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的時(shí)候，電網(wǎng)支路潮流一般是單向流動(dòng)的，并且對(duì)于配電網(wǎng)來說隨著距變電站的距離增加有功潮流單調(diào)減少。然而，當(dāng)光伏電源接入電網(wǎng)后，從根本上改變了系統(tǒng)潮流的模式且潮流變得無法預(yù)測(cè)。這種潮流的改變使得電壓調(diào)整很難維持，甚至導(dǎo)致配電網(wǎng)的電壓調(diào)整設(shè)備出現(xiàn)異常響應(yīng)，

　　(2)對(duì)系統(tǒng)保護(hù)的影響。當(dāng)光照良好，光伏并網(wǎng)電站輸出功率較大時(shí)，短路電流將會(huì)增大，可能會(huì)導(dǎo)致過流保護(hù)配合失誤，而且過大的短路電流還會(huì)影響熔斷器的正常工作。此外，對(duì)于配電網(wǎng)來說未接入光伏發(fā)電系統(tǒng)之前支路潮流一般是單向的，其保護(hù)不具有方向性，而接入光伏發(fā)電系統(tǒng)以后該配電網(wǎng)變成了多源網(wǎng)絡(luò)，網(wǎng)絡(luò)潮流的流向具有不確定性。因此，必須要求增設(shè)具有方向性的保護(hù)裝置。

　　(3)對(duì)電網(wǎng)經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行的影響。由于光伏電源的自身輸出不穩(wěn)定性，當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行后，系統(tǒng)必須增加相應(yīng)容量的旋轉(zhuǎn)備用，以保證系統(tǒng)的調(diào)峰、調(diào)頻能力，也就是說，光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)向電網(wǎng)供電，降低了機(jī)組利用小時(shí)數(shù)，犧牲了電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性運(yùn)行

　　(4)對(duì)電能質(zhì)量的影響。受云層遮擋的影響，光伏電源的發(fā)出功率可能在短時(shí)間內(nèi)從100%降到30%以下，或由30%以下增至100%，對(duì)于大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)來說，會(huì)引起電壓的波動(dòng)與閃變或頻率波動(dòng)。此外，由于光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)出的電能為直流電，必須經(jīng)過逆變裝置接入電網(wǎng)，這一過程必將產(chǎn)生諧波，對(duì)電網(wǎng)造成影響。

　　(5)對(duì)運(yùn)行調(diào)度的影響。光伏電源的輸出功率直接受天氣變化影響而不可控制，因此，光伏電源的可調(diào)度性也受到制約，當(dāng)某個(gè)系統(tǒng)中光伏電源所占到一定比例后，電網(wǎng)運(yùn)行商應(yīng)認(rèn)真考慮如何安全可靠地進(jìn)行電力調(diào)度。另外，光伏電價(jià)與常規(guī)電價(jià)也存在著差異，如何在滿足各種安全約束的條件下對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性調(diào)度也將成為一個(gè)值得關(guān)注的問題。

　　市場(chǎng)調(diào)查顯示，隨著光伏裝機(jī)量越來越大，各個(gè)國(guó)家光伏補(bǔ)貼越來越低，而峰谷電價(jià)差別則不斷加大，未來光伏逆變器更看重能量存儲(chǔ)，全球近1/3的光伏逆變器廠商期望到2015年所安裝的太陽能系統(tǒng)能源存儲(chǔ)使用可以達(dá)到40%以上，能源存儲(chǔ)將成為未來光伏系統(tǒng)一個(gè)越來越重要的功能，在未來光伏能量?jī)?chǔ)存的市場(chǎng)可能會(huì)顯著擴(kuò)大，成為下一代逆變器的主流產(chǎn)品。

　　光伏并網(wǎng)儲(chǔ)能逆變器是最新一代逆變器?？蓱?yīng)用于集中式和分布式光伏發(fā)電站。光伏并網(wǎng)逆變器集成光伏并網(wǎng)發(fā)電，儲(chǔ)能電站的功能，可以克服光伏組件受天氣變化發(fā)電不穩(wěn)定的缺點(diǎn)，為電網(wǎng)提供穩(wěn)定的和諧波含量非常少的純凈電流，提高了電網(wǎng)的品質(zhì);通過波谷儲(chǔ)存電能，波峰輸出電能，電網(wǎng)峰值發(fā)電量可大幅削減，電網(wǎng)容量也可大幅增加，提高了電網(wǎng)的利用率;通過比較高的上網(wǎng)電價(jià)，以及波峰波谷的差價(jià)，為用戶創(chuàng)造價(jià)值。

　　光伏儲(chǔ)能逆變器具體工作原理：

　　(1)白天用電高峰期，在太陽光的照射下，太陽能電池組件產(chǎn)生的直流電流通過控制器傳送到逆變器轉(zhuǎn)化成交流電，并入電網(wǎng)。

　　(2)晚上用電低谷期，電價(jià)比較低時(shí)，電網(wǎng)的電能通過逆變器充放電控制器，對(duì)蓄電池進(jìn)行充電儲(chǔ)能;

　　(3)當(dāng)陽光不足或在夜間非低谷期用電時(shí)，蓄電池通過直流控制系統(tǒng)向逆變器送電，經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)化為交流電供交流負(fù)載使用。

　　并網(wǎng)儲(chǔ)能逆變器大規(guī)模應(yīng)用在光伏電站中，將會(huì)對(duì)光伏產(chǎn)業(yè)帶來更好的發(fā)展機(jī)會(huì)。通過光伏組件和蓄電池解耦控制技術(shù)，可以克服光伏組件不穩(wěn)定的特點(diǎn)，為電網(wǎng)提供穩(wěn)定的諧波含量非常少的純凈電流，提高了電網(wǎng)的品質(zhì)。光伏電站可以在電站的比例不斷加大。

　　(1)并聯(lián)儲(chǔ)能系統(tǒng)可以平滑間歇性新能源發(fā)電帶來的負(fù)荷波動(dòng)，改善系統(tǒng)日負(fù)荷率，作為電力系統(tǒng)中的備用容量參與系統(tǒng)的調(diào)頻，調(diào)峰，提高發(fā)電設(shè)備利用率，提高電網(wǎng)整體運(yùn)行效率。

　　(2)儲(chǔ)能系統(tǒng)可作為應(yīng)急備用電源迅速投人系統(tǒng)，提高供電可靠性。

　　(3)適當(dāng)控制的儲(chǔ)能系統(tǒng)可以抑制電壓的異常，提高供電質(zhì)量。

　　(4)將儲(chǔ)能系統(tǒng)與電能轉(zhuǎn)換控制技術(shù)相結(jié)合，可實(shí)現(xiàn)對(duì)電網(wǎng)的快速控制，改善電網(wǎng)的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。