摘要：根据光伏并网发电系统的结构特点分析了不加储能装置的光伏并网发电系统对电网造成的不良影响，并分别从电网角度和用户角度提出了储能系统在光伏并网发电系统中的几种应用技术，最后提出了用于光伏并网发电系统的储能技术发展需求。 

       随着工业步伐的加速发展，煤和石油等化石能源终将消耗殆尽，同时一次能源的大量消耗给我们的生活环境带来了严重的污染，因此，人们迫切地需要发展低污染的可再生能源技术以代替传统能源[1-5]。太阳能是一种分布广泛、取之不尽用之不竭的可再生能源，光伏发电作为太阳能利用的一种方式在过去的几年里迅猛发展起来，目前，全球光伏发电装机总容量已超过15GW，约占全球发电总装 机容量的1%，预计至2030年，全球光伏发电装机总容量将超过300GW，将提供全球15%的电能[6-10]。可见，在可预测到的未来，无论是对环境保护还是对能源战略光伏发电都具有重大意义。 

       光伏电源不同于传统电源，它的输出功率随光照强度、温度等环境因素的改变而剧烈变化，而且具有不可控性，因此，光伏发电若要取代传统能源实现大规模并网发电，它对电网产生的冲击影响是 不可忽视的[11-15]， 并且，随着光伏系统在电网中所占比例的不断增大，它对电网带来的影响必须得到有效地治理以保证供电的安全可靠性[16-19]。本文根据光伏发电系统的特点，分析了光伏并网发电系统对电网带来的影响，并根据储能技术的作用机理分别从电网角度和用户角度提出了储能在光伏并网发电系统中的应用技术，最后分析了用于光伏并网发电系统的储能系统发展需求。 

       如图1所示，光伏并网发电系统的典型结构应 该包含5部分：光伏阵列、最大功率点跟踪（MPPT）装置、储能系统、并网逆变器以及并网变压器。

       光伏阵列是光伏并网发电系统的基本环节，它是由太阳能光伏电池单体串、并封装成组件，再根据系统的需要，经过串、并联连接并装在支架上构成，光伏阵列是将太阳能转化为电能的能量转换单元；最大功率点跟踪（MPPT）装置是保障光伏能源充分利用的必要控制环节，光伏电池阵列具有强烈的非线性特性，它的输出直接受光照、温度、负载等因素的影响，最大功率点跟踪控制可以保证光伏电池阵列在任何条件下始终可以输出相应的最大功率，实现光伏能源的充分利用；储能系统是光伏并网发电系统的调节、控制环节，它在光照良好发电充足时将部分电能储存起来，再根据需要在适当时候释放这部分电能，起到稳定光伏电源输出和调节供用 电平衡的作用[20-24]； 并网逆变器和变压器作用是将光伏阵列所发出的电压较低的直流电转化为电压等级适合的交流电，为光伏并网发电提供必备条件。 

       光伏并网发电系统具有如下几个典型特征：1）光伏发电系统的输出受光照、温度等环境因素的影响，输出功率会呈现较大的变化，特别是天气多变时，其发电功率呈现较为明显的随机性与不可控性；2 ）由于光伏发电系统造价相对较高，为了实现太阳能资源利用的最大化，系统多采用最大功率点跟踪(MPPT)技术，并且要求电网能最大限度地吸收利用光伏电能；3）为达到高效利用太阳能的目的，光伏发电系统并网时通常使并网电流和并网点电压同相，即系统仅提供有功功率。

       目前，由于光伏发电系统规模相对于电网规模较小，同时也由于储能系统成本较高，光伏系统并网发电时通常不采用储能系统，这使得光伏系统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[25-31]。

       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(如阶跃电压调整器、有载调压变压器、开关电容器组)出现异常响应，同时，也可能造成支路潮流越限、节点电压越限、变压器容量越限等从而影响系统的供电可靠性，此外，这种潮流的随机性也不利于制定发电厂发电计划。 

       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。