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电池储能系统在光伏电站中的应用

加入电池储能系统以后，可以解决新能源发电带来的问题。第一，加入电池储能系统可以平抑光伏电站的出力波动;第二可以提高光伏电站的调度能力;第三可以增强光伏电站的无功支撑能力;第四可以延缓输电走廊的扩容。

同样，我们依据格尔木某20兆瓦光伏电站进行分析(储能容量为4兆瓦/2小时)。在配置储能系统之前，光伏电站分钟级最大有功功率的变化曲线，大部分在三兆瓦以下，10分钟最大功率变化大部分在10兆瓦以下，加入储能系统以后可以把最大功率波动进行有效控制，分钟级控制在1.5兆瓦，10分钟级抑制在7.5兆瓦以下。

同时，储能系统可以提高光伏电站的调度能力。由于光伏具有随机波动性，可控性比较差。如果以火电的跟踪误差要求光伏过于严苛，所以我们设立了几个误差带：5%、10%、15%、20%、25%来分别分析光伏系统的跟踪调度能力。当跟踪误差占装机容量为2%的前提下概率是55%、25%以上的概率为8.85%。为了提高光伏系统的跟踪调度能力，配置不同的储能容量可以完成不同的置信度目标。实际上，我们可以从最后一行看到，即使置信度为100%，跟踪差要求5%以内，但加入储能系统后，也可以做到，只不过需要配备的对应的储能电站的容量就比较大，需要配备一个7兆瓦4小时的储能充电站。当初能系统配置到3兆瓦的时候，此种情况下可以完成置信度98%的目标，不用配置过大的储能系统就能实现98%的目标，可以减少储能系统的功率配置。

储能的另一个作用就是延缓输电走廊的扩容。其中，储能系统工作模式可以分为3中，一种是削峰，另一种的削峰+平抑，还有一种是削峰+转移。储能系统在削峰模式工作时，光伏电站出力峰值一般出现在午间且持续时间较短，这一部分由储能系统吸收;在光伏出力非高峰时段，由储能恒功率来放电。第二种工作模式是削峰+转移，同样由储能系统来吸收电能，但放电时间为负荷晚高峰时段，由储能恒功率来放电，同时可以起到辅助系统调峰的作用。第三种工作模式是削峰+平抑，也是由储能系统来吸收电能，在紫色部分放电以平滑光伏下降过程中的波动，我们做了一个案例分析，还是以格尔木某20兆瓦的光伏电站为例，如果光伏电站规模扩容至30兆瓦后，需要的储能系统为7.8兆瓦，储能容量是10兆瓦时。

典型光储电站案例

储能系统在光伏示范应用中的应用可以采用直流母线和交流母线两种接入方式，也就是储能系统+DC/DC变流器，跟光伏阵列一起接入DC母线，共用一个DC/AC变流器。储能系统有独立的DC/AC变流器。储能系统如果接入直流母线，协调控制就会比较困难，但效率会比较高，因为省略了一级变流器;如果接入交流母线，成本就比较高，因为需要单独的DC/AC变流器，但不会受到光伏电站结构的限制，改造比较容易，控制起来也比较容易。

下面介绍一下实际案例，青海格尔木时代新能源50兆瓦的光储电站，配备的储能是15兆瓦、18兆瓦时，目前已经投运。经过实际运行验证，可以解决光伏发电最大消纳，提高跟踪计划处理能力等目标。光伏电站是以3兆瓦，3.6兆瓦时为一个储能子系统，一共5个子系统，接入35千伏的母线。

另外一个典型案例就是爱康科技在金昌的100兆瓦光伏电站，这个跟之前的示范工程不一样的地方是它是采用的直流母线的接入方案，也就是说它的储能系统和光伏阵列是共用一个DC/AC变流器，其中储能系统自己的DC/DC变流器配的是400千瓦。它采用的直流母线方案，在光伏并网逆变器的直流侧加装DC/DC变流器和锂电池，通过对光伏逆变器软件升级并建立与储能DC/DC的快速通讯来实现光伏能量的存储和适时地回馈。

另外我们调研了格尔木地区的十多座光伏电站，包括中广锡铁山光伏电站、中节能、黄河水电、国电以及大唐的一些光伏电站，调研发现大部分光伏电站都是地面式的而且基本上没有可以扩展的空间，它的光伏组件是规划好的，你要是想要新加入储能系统的话，可能就会出现没有地方的情况，如果改变结构的话，可能光伏组件部分就需要拆除。原有的逆变器厂房也没有位置来放储能电池和变流器，所以未来如果规划好的光伏电站，加入储能的话可能多是以集装箱形式为主。

（注：本文根据演讲录音整理，内容与实际情况如有出入还请多多包涵）

投稿与新闻线索：陈女士微信/手机：13693626116 邮箱：chenchen#bjxmail.com（请将#改成@）

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