隨著光伏技術(shù)的進(jìn)步，太陽(yáng)能發(fā)電系統(tǒng)可以直接并入電網(wǎng)。但不加儲(chǔ)能的光伏并網(wǎng)可能對(duì)電能質(zhì)量和運(yùn)行調(diào)度等方面產(chǎn)生一些不利影響，所以配置儲(chǔ)能裝置很有必要，今天我們講下電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在光伏中的用途與意義。



一、電池儲(chǔ)能系統(tǒng)在光伏電站中的用途

1、穩(wěn)定系統(tǒng)

在光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中，光伏輸出的功率曲線和負(fù)荷曲線的差異較大，并且兩者都存在不可預(yù)見(jiàn)的撥動(dòng)性，但是如果把能源存儲(chǔ)在儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中或者通過(guò)儲(chǔ)能系統(tǒng)對(duì)能源進(jìn)行緩沖，光伏發(fā)電系統(tǒng)即使是在撥波動(dòng)很嚴(yán)重的情況下，也能夠?qū)崿F(xiàn)電能的穩(wěn)定輸出和運(yùn)行的平穩(wěn)。

2、能源儲(chǔ)備

當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異常時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)當(dāng)中的電能能夠起到應(yīng)急和過(guò)渡的作用。如在夜間或者陰雨天電池方陣不能發(fā)電時(shí)，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)可以起到應(yīng)急備用和過(guò)渡的作用，其儲(chǔ)能容量的多少取決于負(fù)荷的需求。

3、品質(zhì)可靠

當(dāng)負(fù)荷電壓出現(xiàn)高峰值、電壓下跌或者受到外界干擾引起的電網(wǎng)波動(dòng)較大時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠有效的防止其對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)造成影響，確保光伏發(fā)電系統(tǒng)電力的可靠和輸出的品質(zhì)。



二、電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要組成架構(gòu)

儲(chǔ)能系統(tǒng)由電池、電器元件、機(jī)械支撐、加熱和冷卻系統(tǒng)（熱管理系統(tǒng)）、雙向儲(chǔ)能變流器（PCS）、能源管理系統(tǒng)（EMS）以及電池管理系統(tǒng)（BMS）共同組成。電池通過(guò)排列，連接組裝成電池模組，再和其他元器件一起固定組裝到柜體內(nèi)構(gòu)成電池柜體。下面我們針對(duì)其中重要的部分進(jìn)行介紹。

1、電池

儲(chǔ)能系統(tǒng)所使用的能量型電池與功率型電池是有所區(qū)別的。如果以職業(yè)運(yùn)動(dòng)員舉例，功率型電池就像是短跑運(yùn)動(dòng)員，爆發(fā)力好，短時(shí)間內(nèi)可以釋放大功率。而能量型電池更像是馬拉松運(yùn)動(dòng)員，能量密度高，一次充電可以提供更長(zhǎng)的使用時(shí)間。能量型電池的另一個(gè)特點(diǎn)是壽命長(zhǎng)，這一點(diǎn)對(duì)儲(chǔ)能系統(tǒng)是非常重要的。消除晝夜峰谷差是儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要應(yīng)用場(chǎng)景，而產(chǎn)品使用時(shí)間直接影響到項(xiàng)目收益。

2、熱管理

如果把電池比喻成儲(chǔ)能系統(tǒng)的身體，那么熱管理系統(tǒng)就是儲(chǔ)能系統(tǒng)的“衣服”。電池和人一樣，也需要在舒適的溫度環(huán)境（23~25℃），才能發(fā)揮更高的工作效率。如果電池工作溫度超過(guò)50℃，電池壽命會(huì)快速衰減。而溫度低于-10℃時(shí)，電池會(huì)進(jìn)入“冬眠”模式，無(wú)法正常工作。

從電池面對(duì)高溫和低溫的不同表現(xiàn)可以看出，處于高溫狀態(tài)的儲(chǔ)能系統(tǒng)壽命和安全性會(huì)受到巨大影響，而處于低溫狀態(tài)的儲(chǔ)能系統(tǒng)則會(huì)徹底罷工。熱管理的作用就是根據(jù)周圍環(huán)境溫度，來(lái)給儲(chǔ)能系統(tǒng)舒適的溫度。從而使整套系統(tǒng)得以“延年益壽”。

3、電池管理系統(tǒng)（BMS）

電池管理系，可以將它看作電池系統(tǒng)的司令官，它是電池與用戶之間的紐帶，主要就是為了能夠提高電池的利用率，防止電池出現(xiàn)過(guò)度充電和過(guò)度放電。可以推測(cè)出系統(tǒng)的SOC（荷電狀態(tài)），熱管理系統(tǒng)的啟停，系統(tǒng)絕緣檢測(cè)和電池間的均衡。BMS應(yīng)以安全作為設(shè)計(jì)初衷，遵循“預(yù)防為主，控制保障”的原則，系統(tǒng)性的解決儲(chǔ)能電池系統(tǒng)的安全管控。

4、雙向儲(chǔ)能變流器（PCS）

其實(shí)儲(chǔ)能變流器在日常生活中十分常見(jiàn)，手機(jī)充電器的功能是將家用插座中的220V交流電，轉(zhuǎn)換為手機(jī)內(nèi)電池所需的5V~10V的直流電。這與儲(chǔ)能系統(tǒng)在充電過(guò)程中將交流電轉(zhuǎn)換為電池堆所需直流電的模式是一致的。

儲(chǔ)能系統(tǒng)中的PCS可以理解為一個(gè)超大號(hào)的充電器，但與手機(jī)充電器的區(qū)別在于它是雙向的。雙向PCS充當(dāng)了電池堆與電網(wǎng)端之間的橋梁，一方面將電網(wǎng)端的交流電轉(zhuǎn)化為直流電為電池堆充電，另一方面將電池堆的直流電轉(zhuǎn)換為交流電回饋給電網(wǎng)。

5、能源管理系統(tǒng)（EMS）

能源管理系統(tǒng)的存在，是為了將儲(chǔ)能系統(tǒng)內(nèi)各子系統(tǒng)的信息匯總，全方位的掌控整套系統(tǒng)的運(yùn)行情況，并作出相關(guān)決策，保證系統(tǒng)安全運(yùn)行。EMS會(huì)將數(shù)據(jù)上傳云端，為運(yùn)營(yíng)商的后臺(tái)管理人員提供運(yùn)營(yíng)工具。同時(shí)，EMS還負(fù)責(zé)與用戶進(jìn)行直接的交互。用戶的運(yùn)維人員可通過(guò)EMS實(shí)時(shí)的查看儲(chǔ)能系統(tǒng)的運(yùn)行情況，做到實(shí)施監(jiān)管。



三、電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展

如今，越來(lái)越多的企業(yè)和住宅用戶能夠利用電池儲(chǔ)能系統(tǒng)提供維持電網(wǎng)穩(wěn)定的基本服務(wù)。公用事業(yè)公司將繼續(xù)推進(jìn)越來(lái)越復(fù)雜的費(fèi)率結(jié)構(gòu)，以更準(zhǔn)確地反映其成本和供電的環(huán)境影響。而隨著氣候變化導(dǎo)致出現(xiàn)極端的天氣和電力中斷，電池儲(chǔ)能系統(tǒng)的價(jià)值和重要性將會(huì)顯著提高。

另外，在國(guó)家大力支持分布式光伏發(fā)電的政策激勵(lì)下，應(yīng)積極推進(jìn)配置儲(chǔ)能系統(tǒng)的屋頂光伏電站的研究與示范運(yùn)行，挖掘社區(qū)儲(chǔ)能系統(tǒng)的潛在市場(chǎng)需求，探索分布式光儲(chǔ)電站的市場(chǎng)化運(yùn)行機(jī)制，實(shí)現(xiàn)儲(chǔ)能產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。