新能源時(shí)代的光伏儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制策略探究

光伏儲(chǔ)能，為何如此重要？

隨著全球?qū)η鍧嵞茉吹男枨蟛粩嘣鲩L(zhǎng)，光伏發(fā)電作為一種可再生能源技術(shù)，得到了廣泛的應(yīng)用。然而，光伏發(fā)電也有它的局限性，比如受天氣和光照條件的影響較大，輸出功率不穩(wěn)定。這時(shí)候，儲(chǔ)能系統(tǒng)就派上用場(chǎng)了。

儲(chǔ)能系統(tǒng)可以將光伏發(fā)電多余的能量?jī)?chǔ)存起來(lái)，在需要的時(shí)候釋放出來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)能源的平穩(wěn)輸出。而光伏儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制策略，則是讓光伏發(fā)電和儲(chǔ)能系統(tǒng)能夠高效協(xié)同工作，發(fā)揮出最大的效益。

協(xié)調(diào)控制的工作原理

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，光伏儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制策略就是通過(guò)智能控制系統(tǒng)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)光伏發(fā)電的輸出功率和儲(chǔ)能系統(tǒng)的狀態(tài)，根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行能量的分配和調(diào)度。

當(dāng)光伏發(fā)電功率大于負(fù)載需求時(shí)，多余的能量會(huì)被存儲(chǔ)到儲(chǔ)能系統(tǒng)中；當(dāng)光伏發(fā)電功率不足時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)則會(huì)釋放能量，補(bǔ)充負(fù)載的需求。這樣一來(lái)，就可以保證電力供應(yīng)的穩(wěn)定性和可靠性。

光伏儲(chǔ)能的應(yīng)用場(chǎng)景

1.家庭用戶

對(duì)于家庭用戶來(lái)說(shuō)，安裝光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)自給自足的能源供應(yīng)，降低電費(fèi)支出。在白天，光伏發(fā)電可以滿足家庭的用電需求，多余的能量?jī)?chǔ)存到儲(chǔ)能系統(tǒng)中；晚上或者陰天時(shí)，儲(chǔ)能系統(tǒng)則可以為家庭提供電力。

2.商業(yè)和工業(yè)用戶

商業(yè)和工業(yè)用戶通常用電量較大，對(duì)電力供應(yīng)的穩(wěn)定性要求也更高。光伏儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制策略可以為這些用戶提供可靠的電力保障，同時(shí)還可以降低能源成本。例如，工廠可以在白天利用光伏發(fā)電，儲(chǔ)存多余的能量，晚上則可以使用儲(chǔ)能系統(tǒng)供電，減少對(duì)電網(wǎng)的依賴。

3.微電網(wǎng)

在電力消耗特別大的企業(yè)園區(qū)等地方，建設(shè)微電網(wǎng)是一種有效的能源解決方案。光伏儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制策略可以讓微電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)自主運(yùn)行，提高能源的利用效率和可靠性。

微電網(wǎng)協(xié)調(diào)控制器介紹

微電網(wǎng)控制器主要負(fù)責(zé)工商業(yè)光儲(chǔ)充新能源電站的數(shù)據(jù)采集、本地控制策略以及云端數(shù)據(jù)的交互。支持容量為：儲(chǔ)能容量:≤400kW，光伏容量:≤400kWp。

1.能量管理

（1）功率平衡控制：實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)微電網(wǎng)內(nèi)的發(fā)電功率和負(fù)荷需求，通過(guò)調(diào)整分布式電源的輸出功率和儲(chǔ)能裝置的充放電狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)的功率平衡。當(dāng)負(fù)荷需求增加時(shí)，協(xié)調(diào)控制器可以增加分布式電源的輸出功率或釋放儲(chǔ)能裝置中的能量；當(dāng)負(fù)荷需求減少時(shí)，協(xié)調(diào)控制器可以降低分布式電源的輸出功率或?qū)?chǔ)能裝置進(jìn)行充電。

（2）優(yōu)化調(diào)度：根據(jù)微電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)、能源價(jià)格、負(fù)荷預(yù)測(cè)等因素，制定較優(yōu)的能源調(diào)度策略，以提高微電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益和能源利用效率。在能源價(jià)格低谷時(shí)，協(xié)調(diào)控制器可以優(yōu)先使用電網(wǎng)供電或?qū)?chǔ)能裝置進(jìn)行充電；在能源價(jià)格高峰時(shí)，協(xié)調(diào)控制器可以優(yōu)先使用分布式電源供電或釋放儲(chǔ)能裝置中的能量。

2.穩(wěn)定控制

（1）電壓和頻率控制：維持微電網(wǎng)的電壓和頻率在允許的范圍內(nèi)，確保微電網(wǎng)的穩(wěn)定運(yùn)行。當(dāng)微電網(wǎng)與主電網(wǎng)連接時(shí)，協(xié)調(diào)控制器可以通過(guò)調(diào)節(jié)分布式電源的輸出功率和儲(chǔ)能裝置的充放電狀態(tài)，使微電網(wǎng)的電壓和頻率跟蹤主電網(wǎng)的電壓和頻率。當(dāng)微電網(wǎng)孤島運(yùn)行時(shí)，協(xié)調(diào)控制器可以采用下垂控制等方法，實(shí)現(xiàn)微電網(wǎng)內(nèi)的電壓和頻率的自主調(diào)節(jié)。

（2）故障處理：在微電網(wǎng)發(fā)生故障時(shí)，協(xié)調(diào)控制器可以快速檢測(cè)故障并采取相應(yīng)的保護(hù)措施，如切斷故障線路、啟動(dòng)備用電源等，以確保微電網(wǎng)的安全運(yùn)行。同時(shí)，協(xié)調(diào)控制器還可以協(xié)調(diào)分布式電源和儲(chǔ)能裝置的運(yùn)行，提高微電網(wǎng)的故障恢復(fù)能力。

3.通信管理

（1）數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控：采集微電網(wǎng)內(nèi)各設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)，如電壓、電流、功率、溫度等，并將這些數(shù)據(jù)上傳至監(jiān)控系統(tǒng)，以便用戶實(shí)時(shí)了解微電網(wǎng)的運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，協(xié)調(diào)控制器還可以接收監(jiān)控系統(tǒng)的指令，對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。

（2）通信協(xié)議轉(zhuǎn)換：由于微電網(wǎng)內(nèi)的設(shè)備可能來(lái)自不同的廠家，采用不同的通信協(xié)議，協(xié)調(diào)控制器需要具備通信協(xié)議轉(zhuǎn)換的功能，以實(shí)現(xiàn)不同設(shè)備之間的互聯(lián)互通。

4.協(xié)調(diào)控制器參數(shù)表

微電網(wǎng)控制器用在微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)能夠?qū)ξ㈦娋W(wǎng)的源、網(wǎng)、荷、儲(chǔ)能系統(tǒng)、新能源汽車充電負(fù)荷進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控、診斷告警、全景分析、有序管理和控制，滿足微電網(wǎng)運(yùn)行監(jiān)視多方面化、安全分析智能化、調(diào)整控制前瞻化、全景分析動(dòng)態(tài)化的需求，實(shí)現(xiàn)不同目標(biāo)下源網(wǎng)荷儲(chǔ)資源之間的靈活互動(dòng)，在多種策略控制下，有利于新能源利用、資源合理分配以及微電網(wǎng)的安全與穩(wěn)定，減少電網(wǎng)建設(shè)投資，提升企業(yè)的能源利用率，降低運(yùn)行成本，達(dá)到節(jié)能降耗的目的。

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，光伏儲(chǔ)能協(xié)調(diào)控制策略將會(huì)越來(lái)越智能化、高效化。未來(lái)，我們有望看到更多的創(chuàng)新應(yīng)用，比如與電動(dòng)汽車充電設(shè)施相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)能源的雙向流動(dòng)；或者與智能電網(wǎng)互動(dòng)，為電網(wǎng)提供輔助服務(wù)。

作者介紹：

安躍強(qiáng)，男，現(xiàn)任職于安科瑞電氣股份有限公司，主要研究方向?yàn)闉橹悄茈娋W(wǎng)供配電。