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摘要
单纯从美的事物上感到美。这份孩童式的敏感，我希望，至少小心，别破坏它，别把它碾碎。
1.引言
碳排放目标及碳交易开启
近日我国在联合国大会上明确提出，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中和。中央经济工作会议将做好碳达峰、碳中和工作作为2021年要抓好的打开CPEM了解更多重点任务。然而我国的能源结构是以高碳的化石能源为主，占比达到约85%，其中煤炭的占比达到57%，碳达峰行动面临巨大的挑战。
据国网江苏省电力有限公司调控中心主任陆晓介绍，十三五期间，江苏新能源装机容量增长了4倍，年均增速达32.9%。截至2020年底，全省新能源总装机容量达到3231万千瓦，其中，风电装机容量1547万千瓦，光伏装机容量1684万千瓦。实现碳排放达峰是衡量一个国家或地区发展阶段和现代化水平的关键标志之一。
此时提出碳达峰与碳中和，以及全面启动碳交易，底气来自于中国在低碳领域的自信，我们在风电、水电、太阳能等清洁能源相关领域的很多技术储备，都已经全球领先。
全国碳排放权交易以每吨二氧化碳当量价格为计价单位，用于抵销的减排量应来自可再生能源。有了这样政策，就有了收入保障。补贴领完了，发电量还可以卖碳。
根据相关测算，企业年排放1吨二氧化碳，需要安装1.1kW以上光伏电站才能实现碳中和。
耗能大的企业，势必要买碳，光伏电站必将又迎来一波新的发展高潮！
2.储能技术在光伏并网发电系统的应用
1.光伏储能的前景
光伏系统在目前的环境下以及应用情况中主要有以下两个问题：
第一，光伏发电的不稳定性。光伏发电依赖于太阳辐射，出现云彩遮挡或其他天气原因时，发出的电具有明显波动性，在天气变化较为强烈时，会对电网造成一定的冲击。
第二，自发自用率低。对于大多数户用光伏发电用电系统而言，用户白天使用电量较少，光伏发电量较高，光伏发出的多余电量必须上网，此时只能获得较小的回报，同时他们还需要在晚上用电期间用峰时电价来为其用电买单，性价比不高。对于一些工商业，集中安放的组件较多，装机容量较大，负载却很小，发出的电还以并网为主。但这部分的脱硫煤标杆电价较低，经济效益较低。使用电池储能可以最大限度地发挥本地光伏发电的优势，在某些情况下，储能系统可以使光伏阵列在电网故障期间正常运行，从而提高系统收益。通常情况下，为了防止孤岛效应，需要光伏阵列停止发电。
光伏+储能模式则很好地解决了系统中存在的问题。
第一，提高自发自用消纳率，将多余的光伏发电储存起来，在用电高峰时放出来自己消纳。光伏发电白天产生的电能先被储存起来，多余的电力被输出，所有电能可以在晚上电网电价较高时使用，这样光伏发电系统可以创造更高的经济回报。
第二，削峰填谷，保证电量的可控，提高电能质量。典型案例：晚上充电，白天放电，造成峰谷用电量差异，减少最大需量和专变容量。储能系统能及时响应负荷需求的变化，当负载达到高峰时，储能装置释放能量，为负载提供电能，提高电网整体运行的稳定性。
第三，可靠性。当电网异常如停电时，系统可以提供一个备用电源，为重要负荷及敏感负荷供电，保证可靠送电。尽可能减少光伏发电与电网间的电量交换，出于经济或 环保考虑，在某些情况下，电网可以看作是本地供电的一个备用电源。
苏州位于北亚热带湿润季风气候区，温暖潮湿多雨，境内因地形、维度等差异，形成各种独特的小气候，常年平均日照时数约为1900h。这种独特的气候环境对分布式光伏发电造成了很大的影响，光伏电源的输出功率可能在短时间内从100% 降到30%以下，或由30%以下增至100%。输出功率的急剧变化使得配电网线路潮流发生较大的改变，从而引起电压的波动或闪变。光伏发电对配电网电压的影响与并网光伏发电容量大小、接入点在电力线路所处位置有很大的关系。
在气候的制约条件和政策的扶持下，安装光储系统将会是越来越多人的选择。
2.独立光伏发电系统
① 基本原理
第一类光伏发电系统不接入电网运行，也就是我们所熟知的独立光伏发电系统，这种系统由光伏电池组件（太阳电池板），蓄电池组和充电器之间进行能量管理的调节器组成。当充电电流为直流时，可以直接接入系统，而当充电电流为交流时，则需要通过一个变换器（或ac -dc逆变器）与系统相连，如图所示。
② 储能
独立光伏发电系统需要储能，以确保在不同的日照条件下，系统都能提供相对平稳和恒定的电能。在实际应用中，这种供电系统有可能需要确保两到三天的持续供电，如一些用电量不是很大的家用电器，有的可能需要确保两周以上的持续供电。如灯塔或通信中继站等专门设备。
独立光伏发电系统的运行受到相当大的限制，不仅受日照强弱的影响，储能电池也要每天进行充放电循环，白天充电，晚上放电。
根据应用场合容量，规模和安装位置的不同可以将光伏发电的市场分为几种典型情况，这几种情形可以采用不同的电池储能技术与设计方案。在配置容量和运行条件限制方面也存在一定的差异。一般的，我们可以将光伏发电系统按应用分为专门设备，供电系统和用户供电系统。
户用光伏发电系统主要集中在农村地区的照明和通信用电需求。由于该方面的应用在发达国家已经达到饱和，这些国家与电网隔绝地区的光伏发电已经得到了很快的发展，因而发展中国家成为了这部分市场最主要的部分。专门设备用光伏发电系统，主要为通信，泵站智能以及各种低功耗的终端设备供电，如信号或路灯。相对于前面的户用光伏发电市场。尽管没有专门资金的资助，这部分市场仍处于正常发展之中，尤其是在路灯等项目上，还呈现了快速发展的态势。
对上述两种光伏发电系统来说，储能系统的成本占整个系统的1/4。然而，由于电池储能的循环寿命短，对于20年以上的系统全生命周期，电池的成本占到系统成本的一半。因此，储能技术成为影响独立光伏发电系统发展的关键因素。
③独立光伏发电系统中储能的容量配置
独立光伏发电系统的基本结构有：光伏电池阵列，蓄电池组，逆变器多个部分。光伏组件阵列利用太阳能电池板的光伏效应，将光能转换为电能，然后对锂电池充电，通过逆变器将直流电转换为交流电，对负载进行供电。储能容量的设计主要由实际的用电需求决定，可以分为以下几个步骤。首先进行初步分析，以优化系统用电，比如替换某些高耗能的电子装置，如使用耗能较低的节能灯泡，其次，对系统用电情况进行评估，户用光伏用户的用电设备具有很强的个人随机性，专供设备的用电情况相对来说更容易一些。工厂负荷也侧重于考虑较为重要的负荷。三是系统容量的设计，包括电源的种类与容量设计，有时需要考虑采用包含光伏发电和柴油机的混合发电系统，尤其是在有明显季节特征的地区如旱季，雨季轮换特征明显地区，如苏州。通过分析计算当地太阳能资源以及所选光伏发电系统的综合效率，得出所需安装光伏组件的容量。光伏组件的发电量，应与日常用电量相当。
最后，才能确定储能系统的容量。储能容量可按日均用电量乘以光伏不发电的持续天数或光伏发电很弱的天数来计算。当然这也会受所用储能技术的最大允许放电深度的限制。
3.并网光伏发电系统
光伏并网发电系统在一定程度上可以分为两种，一种是可调度式并网光伏发电系统，另一种是不可调度式并网光伏发电系统。可调度式并网光伏发电系统可以在负荷需求较大且储能系统没电状态下，由电网供电。在设置储能装置。除此之外，还有不间断的电源以及能够做到有源滤波的功能，同时可调度式并网光伏发电系统还有益于电网调峰。不可调度式并网光伏发电系统，在与主电网断开的情况下，系统自动停止供电工作。这两个系统最大的不同就是可调度式光伏发电系统可以持续不间断供电工作，不会停止；而不可调度式光伏发电系统，在与主电网断开的情况下，可以自动停止供电工作。智能控制器根据日照强度及负载的变化，不断对蓄电池组的工作状态进行切换和调节，一方面把调整后的电能直接送往直流或交流负载，另一方面把多余的电能送往蓄电池组存储。发电量不能满足负载需求时，控制器把蓄电池的电能送往负载，保证了整个系统工作的连续性和稳定性。并网逆变系统有几台逆变器组成。把蓄电池中的直流电变成标准的380v市电，接入用户侧低压电网或经升压变压器送入高压电网。锂电池组在系统中同时起到能量调节和平衡负载两大作用，它将光伏发电系统输出的电能转化为化学能储存起来，以备供电不足时使用。
3.结语
在当前中国西北区域比较严重的弃光限电背景下，通过配置储能，一方面可以有效解决弃光限电这一棘手问题。提升光伏电力整体消纳水平，促进光伏产业健康发展，另一方面，在促进光伏企业收益的同时，也能带动储能产业全面快速发展。更重要的是，项目的投入运行将为电力调度部门提供有力的数据支撑，将为光伏加储能项目的推广应用提供样板工程。随着中国30?60碳排放目标的提出，以风电、光伏为代表的可再生能源爆发式增长的态势必然近在咫尺。而大量波动性、随机性风光的接入，给电网安全稳定运行带来巨大挑战。在此背景下，新能源配置储能势在必行。
参考文献
《碳排放四问》 ----《新华日报》2021-01-12 本报记者 陈澄 沈佳暄 吴琼
《关于大容量电池储能系统的技术分析-电池技术》 ---- 网络（http://www.elecfans）-2016
《储能电站技术方案》----道客巴巴《互联网文档资源（http://doc88.com） -2020》
作者：赵晓丽
职称：助理工程师
公司：常熟市成大电气设计有限公司
版权声明：本文章来自于《电气&智能建筑》杂志2021年5-6期，2021中国苏州智能建筑电气论坛专刊，如需转载请注明出处。谢谢！
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