刘继茂：储能逆变器，下一代光伏逆变器技术

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大部分国家电网规定，光伏等分布式发电比例，不能超过电网的10%，超过了就要加入储能系统，光伏系统并网发电时如果不采用储能系统，光伏系统会对电网带来了一些不良的影响，并且，随着光伏发电系统规模的不断扩大以及光伏电源在系统中所占比例的不断增加，这些影响变得不可忽视。通过对光伏发电的特性分析可知，光伏发电系统对电网的影响主要是由于光伏电源的不稳定性造成的，从电网安全、稳定、经济运行的角度分析，不加储能的光伏并网发电系统对电网造成的影响主要有以下几点。

（1）对线路潮流的影响。未接入光伏并网发电系统的时候，电网支路潮流一般是单向流动的，并且对于配电网来说随着距变电站的距离增加有功潮流单调减少。然而，当光伏电源接入电网后，从根本上改变了系统潮流的模式且潮流变得无法预测。这种潮流的改变使得电压调整很难维持，甚至导致配电网的电压调整设备出现异常响应，

（2）对系统保护的影响。当光照良好，光伏并网电站输出功率较大时，短路电流将会增大，可能会导致过流保护配合失误，而且过大的短路电流还会影响熔断器的正常工作。此外，对于配电网来说未接入光伏发电系统之前支路潮流一般是单向的，其保护不具有方向性，而接入光伏发电系统以后该配电网变成了多源网络，网络潮流的流向具有不确定性。因此，必须要求增设具有方向性的保护装置。

（3）对电网经济性运行的影响。由于光伏电源的自身输出不稳定性，当光伏发电系统并网运行后，系统必须增加相应容量的旋转备用，以保证系统的调峰、调频能力，也就是说，光伏并网发电系统向电网供电，降低了机组利用小时数，牺牲了电网的经济性运行

（4）对电能质量的影响。受云层遮挡的影响，光伏电源的发出功率可能在短时间内从100%降到30%以下，或由30%以下增至100%，对于大型光伏并网系统来说，会引起电压的波动与闪变或频率波动。此外，由于光伏发电系统所发出的电能为直流电，必须经过逆变装置接入电网，这一过程必将产生谐波，对电网造成影响。

（5）对运行调度的影响。光伏电源的输出功率直接受天气变化影响而不可控制，因此，光伏电源的可调度性也受到制约，当某个系统中光伏电源所占到一定比例后，电网运行商应认真考虑如何安全可靠地进行电力调度。另外，光伏电价与常规电价也存在着差异，如何在满足各种安全约束的条件下对电网进行经济性调度也将成为一个值得关注的问题。

市场调查显示，随着光伏装机量越来越大，各个国家光伏补贴越来越低，而峰谷电价差别则不断加大，未来光伏逆变器更看重能量存储，全球近1/3的光伏逆变器厂商期望到2015年所安装的太阳能系统能源存储使用可以达到40%以上，能源存储将成为未来光伏系统一个越来越重要的功能，在未来光伏能量储存的市场可能会显著扩大，成为下一代逆变器的主流产品。

光伏并网储能逆变器是最新一代逆变器。可应用于集中式和分布式光伏发电站。光伏并网逆变器集成光伏并网发电，储能电站的功能，可以克服光伏组件受天气变化发电不稳定的缺点，为电网提供稳定的和谐波含量非常少的纯净电流，提高了电网的品质；通过波谷储存电能，波峰输出电能，电网峰值发电量可大幅削减，电网容量也可大幅增加，提高了电网的利用率；通过比较高的上网电价，以及波峰波谷的差价，为用户创造价值。

光伏储能逆变器具体工作原理：

（1）白天用电高峰期，在太阳光的照射下，太阳能电池组件产生的直流电流通过控制器传送到逆变器转化成交流电，并入电网。

（2）晚上用电低谷期，电价比较低时，电网的电能通过逆变器充放电控制器，对蓄电池进行充电储能；

（3）当阳光不足或在夜间非低谷期用电时，蓄电池通过直流控制系统向逆变器送电，经逆变器转化为交流电供交流负载使用。

并网储能逆变器大规模应用在光伏电站中，将会对光伏产业带来更好的发展机会。通过光伏组件和蓄电池解耦控制技术，可以克服光伏组件不稳定的特点，为电网提供稳定的谐波含量非常少的纯净电流，提高了电网的品质。光伏电站可以在电站的比例不断加大。

（1）并联储能系统可以平滑间歇性新能源发电带来的负荷波动，改善系统日负荷率，作为电力系统中的备用容量参与系统的调频，调峰，提高发电设备利用率，提高电网整体运行效率。

（2）储能系统可作为应急备用电源迅速投人系统，提高供电可靠性。

（3）适当控制的储能系统可以抑制电压的异常，提高供电质量。

（4）将储能系统与电能转换控制技术相结合，可实现对电网的快速控制，改善电网的静态和动态特性。