Page 133 - 电力设备电气自动化控制技术研究

第三章 新能源发电、配电、变电与储电装备的研发与设计

率，解决电网调峰和可再生能源消纳问题，具有重要的应用价值。
（四）混合储能系统中的使用分析
使用储能电池，可与大容量储能系统起到互补作用，通过二者的有机融合，

形成一种新的能量存储系统，是提升新能源电力系统总体运作效能的重要途径。
由于储能电池自身存在许多不足，如电池密度大，使用寿命短，对其储能效果产
生了不利的影响，难以满足目前的电力需求，但大容量储能系统具有较高的能量
密度和较长的使用寿命，可以有效弥补储能电池的缺陷，两者优势互补，将两者

结合应用，能够保证新能源电力系统的稳定运行，灵活应对电网需求变化。

四、风力发电与光伏发电储能系统优化设计

（一）风力发电和光伏发电储能系统基本概述

1. 风力发电储能系统
风力发电储能系统由风力机组、功率电子装置、储能装置组成。风力机组采
用变桨距、变桨角风力机，机组容量一般在 1-3MW。储能系统常采用铅酸蓄电
池或锂电池，考虑到成本效益兼顾，蓄电池容量约为风机额定功率的 20-40%。

以 2MW 风机与 0.5MW/1MWh 锂电池组为例，充电时风机额定输出 2MW 送入
电池充电，电池提供 0.5MW 功率、可储存 1MWh 能量。放电时，电池可以提供
0.5MW 功率，可持续输出 2 小时。充放电过程中，通过双向 DC/DC 转换器连接
风机发电机侧直流母线与电池，并通过控制器协调风机、电池、DC/DC 的功率

分配。放电时，先从电池提供功率，不足部分从风机补充。光伏发电储能系统控
制策略优化可以提高系统经济性，延长电池寿命。
2. 光伏发电储能系统
光伏发电储能系统主要由光伏数组、逆变器、储能装置组成。光伏组件选用

单晶或多晶硅组件，转换率 18% 以上，组件容量一般在 300-400W。逆变器采用
并网型逆变器，效率在 98% 以上。储能装置常用锂电池，也可采用铅酸蓄电池
或超级电容。储能容量设计考虑发电容量、用电负荷情况、调峰需求等，一般取
光伏容量的 20-30%。例如 100kW 光伏系统配备 20kW/50kWh 锂电池组，充电时

光伏发电 100kW，20kW 直接为负荷供电，余 80kW 充电；放电时先从电池供电
20kW，不足部分从光伏发电补充。逆变器与电池通过 DC/DC 调压器连接，控制
充放电过程中的功率分配。因此，光伏发电储能系统优化控制策略，既考虑经济

·119·