光伏储能微电网储能控制技术探讨

光伏储能微电网储能控制技术探讨

杨力

身份证号：513701199012077258

【摘要】随着全球对可再生能源的需求不断增长，光伏储能微电网是一种高效的能量供给方式，近年来备受关注。为了改善微电网的稳定性、可靠性和经济性，研究其蓄能系统的优化设计方法具有重要意义。本文详细探讨了光伏储能微电网中储能控制技术的原理、方法和应用，包括功率控制、能量管理、荷电状态（SOC）控制等方面，并对现有控制技术的优缺点进行了分析，同时展望了未来的发展趋势，旨在为相关领域的研究和应用提供有益的参考。

【关键词】光伏储能；微电网储能；控制技术；

1引言

随着世界能源结构的转变，太阳能光伏发电作为一种可再生的清洁能源，近年来发展迅速。不过，光伏发电具有间歇性和波动性的特点，为了实现可靠的能源供应，将光伏发电与储能系统相结合的微电网技术应运而生。在太阳能微电网中，能量存储是实现功率均衡、电压与频率稳定和电能质量提升以及应急备用等重要作用，而储能控制技术则是实现这些功能的关键。

2光伏储能微电网系统概述

2.1系统组成

光伏储能微电网一般由光伏阵列、储能系统、功率转换设备、负载和控制系统等构成。其中，光伏阵列负责将太阳能转换成电力，并通过能量储存或在电池电量短缺时释放电能，负载消耗电能，控制系统则负责对整个微电网进行监测、控制和管理。

2.2工作原理

在阳光充足时，光伏阵列输出的电能一部分供给负载，多余的电能通过功率变换装置存储到储能系统中；当光照不足或负载需求大于光伏发电量时，储能系统释放电能，与光伏阵列一起为负载供电。通过合理的控制策略，使微电网能够在并网和孤岛两种运行模式下稳定、高效地运行。

2.3光伏微电网技术分析

目前，光伏微电网大多采用并网逆变器接入本地电网，利用光伏发电，实现光伏能源的使用。但是，这种利用模式要求对现有的电力网进行最优配置，同时还必须建立一个智能化的管理体系来对其进行再管理。从总体上看，按照是否具备逆流特征将光伏微电网分为逆流系统、无逆流系统和切换系统三大类，并且这三种系统适用于不同的应用场合。相较于前两者，开关方式更具灵活性，且可适应外部电网柔性环境。但是，由于其控制逻辑比较多，因此要求采用更为复杂、智能化的控制方式，才能对其进行自主控制。

2.4技术优势分析

光伏微电网技术本身就有电源储能系统、负荷和控制中心，因此可以更有效地转换和存储分散的能量，为当地的电网提供能量。在控制方面，我们将微电网控系统与现代化的智能控制相结合，使之能够在一定范围内进行智能化管理。同时，由于该系统具有高度的自主性，能够在电网的控制与保护中快速地进行故障检修。总体来说，这种方式相对于传统的电网控制方式具有更大的供电半径，且具有较强的灵活性和较高的运行效率，可以满足大多数区域对用电资源的调配要求。

3微电网中的光伏储能控制策略探讨

3.1储能调度控制

在微电网中，能量存储的调度与控制是光伏储能系统的重要组成部分，其合理的调度与控制方法可以有效地实现对其充电与放电过程的最优管理。为保证电网供需均衡，储能调度控制是保证电网安全运行的关键。通过对光伏发电、负荷、存储容量等实时信息的分析，实现对光伏发电的直接供电和对剩余电量的存储。微电网优化控制策略，可实现微电网对新能源的有效利用，满足微电网用电需求，降低对传统电网的依赖程度。针对微电网系统，利用能量存储的储能调度策略，可以改善其供电的可靠性与稳定性。通过对电网负荷变化的实时监控，调度和控制系统可以做出快速的反应，使储能系统能够在最短时间内快速地释放出所需的电量。尤其是当光照变化、负载突变、电网发生故障等情况下，该方案可快速调节光储协同工作，实现微电网稳定供电。该方法能有效地提高电力供应的可靠性、缩短停电时间、提高系统的健壮性。

3.2储能系统的最优控制

储能容量优化控制是光伏储能系统中重要的一环，合理的算法和策略，优化储能系统的容量规划，实现能源的最大化利用和系统经济性的提升。储能容量的优化是根据光伏发电能力、负荷需求和蓄能系统特征来决定适当的存储容量。在此基础上，通过构建高精度的负荷预测，可以实现对储能容量的精准规划，从而有效防止产能过剩或短缺，提升系统的整体效能。最优存储容量控制可以降低能量存储系统的费用，降低能量存储空间。通过对储能设备进行合理的容量优化，可以有效地降低设备的投资，降低设备的采购费用。通过经济性分析，结合能源市场数据及客户用电需求，对电网规模进行优化，并对储能设施进行合理配置，以获得最大的经济效益。与此同时，随着能量存储技术的深入发展，能量存储装置的尺寸、质量越来越轻，从而降低能量存储装置的尺寸，提升空间利用率。

3.3多能互补调度控制

未来的微电网将不仅仅局限于光伏发电和储能，还将融合风能、水能、生物质能等多种能源形式。储能控制技术需要与多能源的协同控制相结合，实现不同能源之间的互补和优化配置，提高微电网的综合性能和能源利用效率。多能互补调度，使光伏发电与其他新能源发电相互协调，达到多能互补。基于此，提出基于分布式电源的多能互补协同控制方法，对多个能源装置的出力与负荷进行动态监控与评价，并对其进行智能调度，以达到能量均衡与最优。比如，在光伏发电不足的情况下，系统会自动与其他新能源装置进行切换，以确保电力供应的连续性与可靠性。在充分利用新能源、降低对常规能源的依赖的基础上，实现微电网的多能互补调度控制。

3.4储能系统状态监测与故障诊断

在微电网环境下，通过对电池电压、电流、电池电量等状态参量的实时监控，实现对其运行状况的实时监控和状态评价。利用储能系统状态监测与故障诊断技术，实现对能量存储装置的故障检测与诊断，从而实现对能量存储装置的故障诊断与维修。通过对储能微电网系统的在线监测和故障检测，可以有效地改善储能装置的运行可靠性和安全性，降低设备的损坏率，从而达到延长设备使用寿命的目的。通过融合物联网和大数据等技术，对设备进行远程监控和故障检测，提高仪器设备的工作效能和管理能力。

3.5智能能量管理系统

将人工智能、大数据分析与物联网等技术相结合的智能化能量管理系统，能够全面监控、优化调度与智能管理。通过对微电网中各节点的能量进行实时监控与采集，实现对光伏发电、负荷需求、储能系统运行状态等多方面的信息。在此基础上，可以对电力系统的能量进行精确地分析与预测，并做出合理的生产计划，从而防止能量的不足与浪费。依据实际负载及能量供应状况，对光伏发电出力及储能系统充电与放电等环节进行智能调节，使能量利用率最大化及供电可靠性最大化。在此基础上，综合电力市场电价、用户优先权、环保需求等多个要素，对其进行优化调度，以达到经济和可持续发展的目的。智能化能量管理系统也具有对能量进行监测和管理的能力。该系统能对微电网内各装置的运行状况进行实时监控，对其中出现的故障进行自动辨识与诊断，并对其进行维修或更换。

5结语

储能控制技术是光伏储能微电网的核心技术之一，对于提高微电网的稳定性、可靠性、经济性和可再生能源利用率具有重要意义。到现在为止，尽管有很多的研究结果与实践经验，但是仍然面临着很多的问题与挑战。未来，随着技术的不断进步和发展，相信储能控制技术将不断完善和创新，为光伏储能微电网的广泛应用和能源转型提供有力支撑。

参考文献；

[1]许琼果,张炜焘,刘光伟,周斌.计及储能调节特性的直流微电网优化调度研究[J].电气传动,2022,52(15):53-60.