第33卷第11期 2012年11月
文章编号：0254-0096(2012)11-1887-06
太阳能学报 ACTA ENERGIAE SOLARIS SINICA
Vol.33,No.11 Nov.,2012
基于储能系统的用户光伏并网发电系统经济性分析
刘建涛，曹雷，马杰，张建成（新能源电力系统国家重点实验室，华北电力大学，保定071003）
摘要：分析了基于储能系统的户用光伏并网发电系统的结构特点及工作特性，提出一种高效的能量管理策略，研究储能系统（蓄电池）失效进程对用户经济效益的影响，并通过具体算例对比分析无储能系统的光伏并网发电系统和基于储能系统的光伏并网发电系统的运行经济性，最后，考虑光伏并网电价在未来的下降趋势，论证了基于储
能系统的户用光伏并网发电系统的长远经济性优势。关键词：光伏发电；并网；储能系统；蓄电池
中图分类号：TM615 0引言
文献标识码：A
1系统结构分析
太阳能是一种分布广泛、取之不尽用之不竭的可再生能源，光伏发电作为一种太阳能利用方式在过去的几年里发展迅猛。目前，全球光伏发电总装机容量已超过15CW，约占全球发电总装机容量的 1%，预计至2030年，全球光伏发电总装机容量将超过300CW，可提供全球15%的电能1-4]。可见，在可预见的未来，光伏发电无论是对环境保护还是对能源战略均具有重大意义。
用户光伏并网发电是光伏发电发展的一个重要方向，目前美、德等发达国家已推出规模较大的屋顶光伏并网发电计划，预计美国在10年内将安装总容量为3000MW的太阳能屋顶并网电站13)。用户光伏并网发电适应了光伏能源分布广泛的特点，既能为用户负荷供电减少用户对市电的需求，又可上网售电，使用户获得经济效益。储能技术应用到光伏并网发电系统中将使系统的能量管理更加灵活，对于使用峰谷分时计费电价的用户而言，储能系统的加人可使用户选择性地使用市电或向电网售电，使用户获得更大的经济效益。本文分析了基于储能系统的用户光伏并网发电系统的结构特征，提出一种以经济性为目标的能量管理模式，最后，通过算例分析了基于储能系统的用户光伏并网发电系统在目前和未来的经济性优势。
收精日期：2010-11-24
目前，多数并网光伏发电系统中并不加人储能装置，其工作原理较简单：光伏阵列将太阳能转化为电能向负载供电，当光伏阵列输出电能不足时，由电网提供部分电能，当光伏阵列输出电能充足时，系统将过剩的电能输送到电网，获得经济效益。
基于储能系统的用户光伏并网发电系统结构如图1所示。系统主要由光伏阵列、最大功率点跟踪装置、储能装置、双向充放电控制器、并网逆变装置、变压器、用户负载及电网8部分构成。
并
光伏降列
MPPT
网向控制器储能系统
网递变
变压器
用户负载
图1用户光伏并网发电系统结构图
电网
Fig. 1Structure of user's grid-connected PV system
由于系统中加入储能装置，能量流动控制更灵活，在光伏阵列输出电能不足时，为负载供电的电能可来自于电网，也可来自于储能装置，当光伏阵列输出电能充足时，系统可将过剩的电能存储到储能装置中或输送到电网，具体的能量流动方式可根据用户所用电价情况进行选择，使用户获得更大的经济效益。
基金项目：国家自热科学基金（51177047）；国家科技支撑计划（2011BAA07B02）
通讯作者：刘建涛（1986-），男，硕士研究生，主要从事光伏发电系统的混合储能技术方面的研究。jian_tao1986@163.com