浅谈光伏供电系统在高能耗工业园区的应用

光伏供电系统随着企业领导者环保意识的提高而被越来越重视。简单介绍了国家和地方相继出台的太阳能光伏发电鼓励政策,介绍了光伏发电系统的设计和计算方案,侧重描述了新型储能电池——全钒液流电池在光伏发电储能系统中的应用,并客观分析了光伏发电项目在全寿命周期的经济效益情况和环境效益情况。     

光伏发电系统中的储能电池

能源日趋紧张,开发利用新能源已成必然,采用光伏系统开发利用太阳能是有效的途径。本文简要介绍了光伏发电系统、储能电池的特殊要求,分析了多种储能电池在光伏系统中的适用性。     

光伏系统中钒液流电池特性的研究

针对太阳能发电输出功率的不连续性和波动性,分析了各种储能电池的优缺点,提出了采用以钒液流电池(VRB)储能来解决这一缺陷的方法,研究了VRB的工作原理及其等效电路模型。在此基础上搭建了其仿真模型,通过采用恒流控制策略在Matlab/Simuink中对VRB特性进行了验证,仿真结果表明VRB能够快速平抑输出功率的波动,可以保证直流电压的稳定,增强系统运行的安全性和供电的可靠性,仿真结果与理论分析相吻合,为进一步研究钒液流电池在大规模光伏发电系统的应用提供了理论指导。     

含分布式储能的光伏发电系统建模与仿真

太阳能是一种新型可再生能源且在开发利用太阳能过程中不会污染环境。太阳能发电在解决全球气候变暖及能源问题中发挥着极其重要的作用,但因受自然条件和气候因素的影响,太阳能辐照度具有极大的不稳定性,直接导致了光伏发电输出功率具有明显的波动性。为了使光伏发电系统能够提供连续稳定的电力,将分布式储能作为主要的储能方式应用于光伏发电系统中,基于PSCAD/EMTDC建立了含分布式储能的光伏发电系统仿真模型。经仿真结果表明,光伏电池最大功率跟踪点(MPPT)能够有效地提高光伏阵列的输出功率;分布式储能的介入使得光伏发电系统的输出功率曲线更趋平稳,缓和了光伏发电不稳定性对电网的冲击。     

基于单体光伏/单体储能电池模组的新型光伏储能发电系统

传统光伏储能发电系统都是由光伏阵列和储能电池组构成的,但这种结构易受光伏电池阴影效应及储能电池均衡性问题的影响。基于此,提出了一种由单体光伏电池和单体储能电池构成的新型光伏储能发电系统。该系统中,单体光伏电池和与之电压、容量匹配的单体储能电池构成光伏储能模组,一定数量的模组串联后组成串联支路,经升压型DC/DC电路汇流至直流母线,多个串联支路并联后向直流负载或经逆变器向交流负载供电。通过监测光伏电池、储能电池的电压电流,光伏储能模组能够在5种工作模式间切换以实现模组内的“自治”控制;同时,通过监测DC/DC变换器的输入电压,实现了光伏储能模组投入与切出的支路级控制。以太阳能的利用效率为衡量标准,提出了一种模组内光伏电池电压,参数的选择方法。最后,建立了新型发电系统的仿真模型,从原理上通过仿真验证了该光伏储能发电系统的可行性和有效性。     

钒液流电池在光伏发电系统中的应用研究

随着光伏发电建设规模的迅速扩增,结合分布式光伏发电并网的实践应用情况,光伏发电受光照和温度的变化引起的发电功率波动问题愈显突出。为了实现光伏发电系统向电网输送的功率稳定,提出运用储能型光伏发电系统,以解决削峰填谷、并网功率波动等问题。在储能型光伏发电系统中采用了新型储能元件钒液流电池(VRB),以抑制功率波动对电网产生的负面影响。详细的分析了VRB的应用优势以及工作原理,并建立了VRB等效电路模型,利用Matlab/Simulink仿真软件对VRB的充放电特性进行仿真分析,仿真结果充分的验证了所提出的新型储能元件VRB具有可行性和实用性。     

风能、光伏发电与储能

发展可再生能源对满足能源需求、减少环境污染和促进经济可持续发展具有重大意义.总结了全球风能、太阳能发电产业的发展:详细分析了中国风能和光伏发电的现状、市场分布和发展目标.储能是风能、光伏发电系统的重要组成部分,阐述了储能电源的技术要求,蓄电池储能仍是目前最成熟、最可靠的储能技术;风能、太阳能发电产业的高速发展将为储能电池和储能技术的发展带来新的市场和机会:开发新型储能电源和技术将成为今后电池业界的研究热点.     

独立太阳能光伏发电系统储能单元设计

储能是光伏发电系统的重要组成部分,尤其当光伏系统作为独立电力系统运行时,储能环节的优劣更直接影响到光伏发电系统的好坏。因此,设计最佳的储能系统成为光伏发电系统设计的重要一环。分析了太阳能发电系统储能设备的结构特点和运行原理,并在此基础上设计了独立太阳能发电系统的蓄电池储能单元。     

电动汽车电池储能在光伏发电并网中的应用

光伏发电日益成为满足用电负荷需求、提高能源综合利用效率、提高供电可靠性的一种有效途径。由于光伏发电出力具有波动性的特点,储能装置在光伏发电系统中必不可少。为实现光伏发电平滑并网,减少对电网和用电设备的冲击,提出将电动汽车电池作为光伏发电并网系统的储能单元的方案。制定了电动汽车电池分别作为可调度负载和分布式电源与光伏发电系统协调运行的充、放电的控制策略,并实现了电动汽车储能在光伏发电系统中的多种应用,包括跟踪发电计划,平滑发电功率输出、进行光伏发电消纳和实现电网负荷削峰填谷等。不仅为电动汽车电池储能应用于智能电网提供了新的思路,也为光伏发电并网提供新的解决方案。     

分布式光伏储能电池混合系统的经济性分析

为了提高光伏系统的利用率,需要研究家庭和企业用户的分布式光伏及储能电池混合系统的最优运营模式。以居民用户和企业用户为对象,分别建立了用户无光伏发电、光伏电力全部出售给电网、自发自用余电上网以及光储系统下自发自用余电上网这4种运营模式下用户的成本效益模型,分析了不同运营模式下系统的经济性。结果表明:在无储能的光伏发电系统中,光伏系统的装机容量越高,用户的净利润越高,并且自发自用,余电上网是收益最高的用电模式。在有储能的光伏发电系统中,考察了6种储能电池在分布式光伏/储能电池系统中的经济性,发现对于居民用户,采用储能系统消纳光伏电力的经济性较低;而对于企业用户,储能系统的经济性较前者有一定程度的提高。随着储能电池成本的降低,企业用户配置光伏储能电池系统会有较好的应用前景,其中水钠电池的经济性最高。研究成果可为家庭和企业用户光伏发电系统运营模式的选择提供理论依据。     

基于液流电池储能的光伏发电系统容量配置及成本分析

根据全钒液流电池的物理特性,以负荷缺电率为指标,结合地区辐照度、环境温度等因素,研究了全钒液流电池应用到独立光伏系统中的容量配置问题,同时从经济性角度对系统运行成本进行了优化和分析。结果表明,全钒液流电池在规模储能方面具有较好的优越性,相对于传统铅酸蓄电池,采用全钒液流电池作为储能单元提高了系统供电可靠性,降低了发电单位运行成本。     

风光电站储能电池研究综述

介绍了适用于新能源发电的化学电池:铅酸电池、锂离子电池、钠硫电池、全钒液流电池的组成结构、储能原理,从原理上详细分析其特点及存在的问题,从技术特性、经济特性和安全性方面比较了各类储能电池,并在分析风光电站储能电池特性需求的基础上得出结论,全钒液流电池是风光电站储能系统的最佳选择。     

基于超级电容的全钒液流电池组均衡方法

储能是提高电网对间歇性可再生能源发电接纳能力的有效技术,电池储能因其独特的性能已成为优先发展方向之一。全钒液流电池作为新型储能电池,目前得到了广泛应用。全钒液流电池串并联构成大容量储能系统时,由于电池的不一致性,在充放电过程出现过充过放影响全钒液流电池的寿命。利用超级电容作为能量载体,研究两个全钒液流电池的均衡。为提高均衡速度,分析超级电容、全钒液流电池、切换频率等参数,通过仿真对比不同参数情况下均衡速度,得出影响均衡速度因素,为全钒液流电池应用奠定了基础。     

基于储能系统的光伏功率预测误差补偿控制

受天气等因素影响,光伏组件的输出功率为非平稳信号,波动性大,直接并网对电网冲击大。为保障光伏并网安全可靠运行,通过控制储能系统合理充放电平抑光伏功率。对光伏电站光伏组件输出功率进行小波包分析确定平抑目标功率,再结合化学电池和超级电容的频率响应范围,采用模型预测控制(MPC)算法控制全钒液流电池和超级电容组成的混合储能系统充放电,并在Matlab上进行仿真。仿真结果表明,此种分析方法及控制策略平抑效果较好。基于此种补偿控制方法确定电池容量,并把"M-界定"量化指标运用到描述电池能量波动,从而确定电池的最大充放电功率等参数。     

全钒液流电池建模及充放电双闭环控制

介绍了全钒液流电池的工作特性,并依据全钒液流电池和DC/DC双向变换器的电路模型建立数学函数模型,采用充放电的双闭环控制,利用Matlab/Simulink进行了电池充放电的仿真。结果验证了全钒液流电池双闭环充放电控制的可行性和优越性。全钒液流电池在大型光伏储能系统中具有广泛的应用前景,针对其进行充放电控制研究是非常有必要的。     

钒液流电池应用电力系统的若干特性实验分析

文章介绍了全钒液流电池作为电力系统直流应用及规模储能所具备的主要特点,叙述了5kW、10kW电池堆成组整体充放的电压电流特性,并结合规模储能,对试验结果进行分析,阐述了钒电池应用于电力系统的优缺点及相关特性。     

全钒液流电池储能系统的仿真研究

储能具有调峰幅度大、响应速度快等优点,对未来电网发展具有深远的影响。近年来,储能技术迅猛发展,为充分发挥全钒液流电池储能系统相较于传统电池储能技术的优势,对全钒液流电池储能系统进行了仿真研究。首先,根据全钒液流电池的基本结构分析了其原理及特性,搭建了全钒液流电池的电气模型。然后,对储能逆变器连接储能电池和电网的两种控制策略,定功率(PQ)控制策略和定电压频率(VF)控制策略分别进行了建模和仿真验证。最后,以北海热电厂为实际应用场景,将所搭建的储能电站模型应用于黑启动方案中。启动储能逆变器后,北海热电厂的厂用母线电压可以稳定维持在0.96 p.u,表明了利用储能电站进行黑启动的可行性,验证了储能电站模型的有效性。     

光储联合并网发电系统的设计与研究

结合实际工程,介绍了小型光储联合并网发电系统的设计方案。该工程以示范性和试验性为主要目的,在设备选型上囊括了目前典型的几种电池组件、跟踪系统及逆变器。整个设计包括系统集成、并网方案、电池组件及支架、监控系统、储能系统等部分。重点介绍了储能系统在光伏并网发电系统中的配置和应用前景,对铁锂电池、全钒液硫电池的特性和在分布式新能源发电领域的应用进行了研究。     

一种全钒液流电池并网控制系统的仿真设计

分布式发电系统通过将各种不同的能源形式转换为电能加以利用,是分布式能源最有效的利用方式之一。全钒液流电池是大型的电力存储系统,在分布式电源中有许多潜在的应用。介绍了微电网的系统结构,阐述了储能电池的作用,设计了5 k W全钒液流电池放电系统的双环控制系统,详细分析了电流内环和电压外环控制器的设计过程。基于全钒液流电池的等效电路模型和放电特性,利用Matlab搭建了5 k W全钒液流电池放电系统的仿真电路,仿真表明了设计的合理性。