摘要：随着国内工业整体发展速度的日益提升，使得各行各业对于电力能源的消耗量越来越大，本文以提升整体发电技术水平为出发点，首先阐述风光储联合发电的基本特性，然后分析当前国内在风光储联合发电技术发展过程中所存在的一些问题，进而指出风光储联合发电系统在工业中的具体应用情况，从而为后续建设风光储发电系统提供思路。
关键词：风光储能；发电技术；工程应用
引言
为了尽可能利用光伏发电以及风力发电等可再生能源技术，国内部分企业着力开展风光储联合发电技术的研究，目的是借助新兴的技术以及理念改善当前国内在风电与光电领域的调度水平，从而确保智能电网对可再生能源的科学利用，并协助相关部门突破国内在此领域存在的技术瓶颈，为改善国内可再生能源的利用率提供一定参考。
1.系统基本特性概述
由于风能以及光能拥有较强的随机性，且两种发电系统在独立工作时很难提供稳定持续的电力能源。因此，需要在风光互补的前提下添加储能装置，从而组成性能优异的风光储联合发电系统，这样就能够借助风能光能的天然互补性。同时，结合储能系统实现对电力能源的释放与储存，增强风光发电系统的功率输出性能，解决风电与光电之间存在的固有矛盾，进而减少其对电网产生的负面影响。
值得一提的是，风光储联合发电系统是通过将风能、光能以及能量存储系统的优势进行有机结合，将随机性较强的能源转变为相对稳定的电力能源产品，从而提高电网对可再生能源的利用程度。一般来说，光伏发电单元、储能系统以及风力发电单元是风光储联合发电系统的主要组成部分，而风电以及光伏两种发电方式在采集能源方面有着互补的特性且各具特色。光伏发电在提供电力能源方面相对比较可靠，且维护经济成本比较低，但是建设造价较高；风力发电可提供的电量较高，且运行与建设的造价比较低，但是其系统可靠。风光储联合发电系统不仅能够给解决当前国内存在的能源危机以及环境污染提供了全新的思路，而且能够有效提升风电与光伏发电单独提供电力能源的系统稳定性与可靠性。
2.关键技术分析
风光储系统容量配比的确定、储能装置功率与容量的选取、风光储系统调度策略的制定、智能控制调度系统的设计都是建设风光储联合发电系统的关键技术所在。
2.1风光储系统的容量配比
要想实现风光储发电系统的容量配比较为科学，首先就应当将风能与光能的特性进行有效互补，同时还应该融入储能电池的优势，从而改善风光发电系统的时间功率输出曲线，进而降低风光独立发电系统对当前电网带来的负面影响。众所周知，风能以及太阳能资源是有待一定程度上具备互补性的，白天的太阳能相对比较充足而晚上则拥有充足的风力能源。在季节方面，太阳能在夏季相对比较充足，而风能则是在冬季比较充沛。风光复合发电系统就是结合了风能以及太阳能的天然互补性，在很大程度上降低了系统中蓄电池的使用量，从而实现不间断的全天候供电，最终提升发电系统的经济性以及可靠性。
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考虑到风电、太阳能发电以及储能装置之间有着错综复杂的关系，风电风光互补与发电系统的容量配置就必须要严格按照匹配关系来进行决定，从而保证风光储联合发电系统的总输出功率足够稳定。因此，在设计风光储互补供电系统时，首先要研究系统容量的优化配置。
2.2储能装置功率与容量选择
风光发电输出的波动程度以及储能系统要实现的控制目标是与储能电池功率与容量息息相关的。一般来说，要想确保风光储联合发电系统能够提供稳定的电力能源，应当保证储能电池的功率与容量，但是储能电池功率与容量对系统输出电力波形的作用有所区别。因此，首先要研究储能电池功率和容量对输出波形的影响，然后选取最优的储能装置功率以及容量。
2.3风光储系统调度策略
考虑到风光的出力不确定性比较强，且通常是不可调度的。因此，风光储联合发电系统中的能量调度策略必须要实现在储能装置进行充放电时能够在最大限度上达到预定的控制目标。管理层在进行调度策略的制定时，必须要以科学合理的数据预测以及系统的控制目标作为决策的支撑。其中，数据预测主要涉及对光照强度以及风速的预测，而控制目标则是涉及负荷曲线以及跟踪计划出力曲线。除此以外，还应该加大对不同目标输出下的总体策略原则研究力度，并科学制定储能电池的充电与放电策略。
2.4智能控制调度系统
所谓智能控制调度系统，就是综合考虑国家电网下发的调度曲线、光照预测以及风能预测，进而合理调节风光储的功率输出，从而实现系统预设的目标，因此该步骤是实现整个风光项目的整体核心。传统的控制系统具有独立的网络且各种配置相互独立，该方法虽然实现简单，但是不能实现各个模块以及与外界的信息交互，也不能对系统进行合理的协调控制，更做不到智能控制以及调度系统的相关要求。一体化设计原则是风光储联合发电系统需要遵循的原则，在统一通信平台上可配置计算机综合监控系统，实现对上述所有设备的监控，实现智能控制和调度的目的。
从目前的技术发展来看，储能装置、风机、光伏逆变器等设备的控制方式相当特殊，包括对机械、电力电子等设备的监控。目前，在国内外工程中，储能装置、风机和光伏逆变器的控制系统通常都有其专有的供应商，且上述装置及系统都使用了专用的控制策略以及通信协议。对于电力系统来说，日常工作中经常应用的通信标准都不能直接用于这些系统中，所以必须要进一步加大对统一标准平台的研究力度。
3.工程应用
考虑到风力发电以及光伏发电在进行运行过程中会存在波动性较强且随机性较大的缺点，因此单独使用上述发电系统很难为社会提供稳定的能量输出。为了解决这一难题，国内电网公司以及发电集团都不断投入大量资金，加大对发电基础的研发力度，努力探索风光储联合发电系统在工程中的具体应用，其中最为典型的是国家电网公司投资在张家口市的国家级大型风光储示范工程，该工程的初衷在于借助科学技术手段实现光伏发电、风力发电与储能系统的智能互动以及科学调度，从而突破当前国内在大规模可再生能源发电并网运行方面存在的技术瓶颈，有力提升电网对可再生资源发电的吸收能力，从而为未来实现国内在发电方面的集约化提供技术支撑。
参考文献
[1]李金鑫.风光储联合发电系统有功控制策略研究[D].华北电力大学(北京)，2012.
[2]唐宏德，郭家宝，陈文升.风光储联合发电技术及其工程应用[J].电力与能源，2011，1(01):61-63.
论文作者:刘伟民,车帅,张凯
论文发表刊物:《电力设备》2019年第20期
论文发表时间:2020/3/16
标签：系统论文; 风光论文; 储能论文; 风能论文; 容量论文; 能源论文; 功率论文; 《电力设备》2019年第20期论文;