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[摘 要]随着我国环保意识的不断增强，对能源的使用要求上更加重视可持续以及清洁的作用。光伏发电正好具备该类优点。本文主要对光伏波动高频和低频特征予以一定的研究基础上，对储能电池的平抑光伏出力短期波动的运行策略和其容量的评估方法进行提出。并对储能电池的成本和最优容量之间的关系进行了一定的分析，并得出对光伏推测的精准度和储能电池的成本上具有的关系。从各方面对储能电池平抑光伏发电波动的应用上进行深入研究。
[关键词]光伏发电；储能电池；能源；电池模型
中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）17-0361-01
无论从世界还是从中国来看，大部分能源都是很有限的。中国的一次能源储量大约只占世界总储量的10%[1]。而太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有清洁性、安全性、广泛性、充足性及潜在的经济性等多种优点，在长期的能源战略中具有重要地位。但光伏发电具有的间歇性、随机性以及波动性等特点，使得在利用上对技术人员的要求相对较高。但科学合理的储能方式可有效缓解光伏发电该方面的缺陷，为光伏发电并网提供一定的保障。
1 光伏电池模型和频谱研究
1.1 光伏电池模型
目前，光伏电池模型可分为行为模型以及物理模型两种模型[2]。其中行为模型是根据电池外部能量输出特征来确定其电压和电流进行分析，而并不需要对电池的物理本质予以描述，从而对光伏电池的特征进行判断。其中物理模型是以等效电路、半导体特性以及物理本质建立的模型。
对光伏电池的行为模型加以利用，并根据日照强度对该模型予以分析，从而推算出太阳能发电的光伏电池的适用模型。再以电池的温度和日照强度结合相应最大功率点电压和电流，便能计算出新的电池温度和日照强度，如此便可通过一定的方式进行计算就可得出该模型下电池最大输出功率。
1.2 光伏出力频谱研究
为了进一步了解光伏出力波动成分以及和储能电池的可结合度，就需加强对光伏出力频谱特征的研究，并详细分解各个光伏波动的大小。本研究使用FTT算法对光伏出力频谱予以核算。还可使用滤波器把频谱内的高频和低频进行分离，使光伏电频出力所占总体的比重更加直观，并把滤波器的设为0.1赫兹每小时的截止频率。在研究中可发现，高频在光伏出力中出力很少，主要集中在低频出力，在光伏出力经过滤波器之后，高频部分即被过滤底掉，并把光伏出力总数进行核算可发现，低频出力约为整个光伏出力的百分之九十五以上，因此，光伏出力波动对储能电池能进行有效平仰。
2 储能电池平抑光伏发电电波
2.1 储能系统平抑方法
经过研究，光伏出力波动可分为低频以及高频波动。单看高频波动，由于储能电池具有一定的局限性使其不能有效运作[3]。使用滤波器把光伏电波高频以及低频予以分离，高频所占成分较少，低频部分所占成分较大，可使用储能电池进行平抑。
在使用储能电池平抑光伏出力波动之前，应对光伏出力进行一定的预测，预测的精准性关乎着储能电池平抑的效能，再在此基础上管理光伏出力能量。在当前的各项技术条件之下，在实施光伏预测时其精准度还不够理想，在实际操作时存在一定的误差，一般把二十四小时预测的日照强度预测作为一个参考值，而光伏出力是跟随着日照强度的不同而不同，根据不同的日照强度精度，光伏出力波动范围同样发生相应变化。例如在天气阴沉或云层较厚时，日照强度推测的精度相对较低，光伏出力波动范围较窄；在光照充足、万里无云时，日照强度推测精度较高，光伏出力波动范围则较大。
2.2 储能电池容量
在建设光伏发电工程时，在选取储能电池时需根据其储能容量以及相应的经济性方面进行综合考量[4]。根据参考资料显示，在对常用储能电池对比中，综合其建设成本，电池充放电次数对平抑光伏发电的基本要求，从而确定使用钒电池进行储能。并运用相关公式对钒电池的购置、运行以及维护成本等进行核算。
在储能电池选择好的情况下，成本便能进行一定的推算，储能电池的容量和电池的基本成本具有一定的关系，因此对储能电池的最优容量的推算以及确定，在储能电池总成本的规划以及节省上具有非常重要的价值。
本文在实际研究中，对某太阳能观测站的2015年～2017年这期间观测到的各种数据进行记录和分析，并得出储能电池的最优容量。该观测站的光发电站的容量是50MW，储能电池放电深度最大值为零点八，电池的充放电循环次数最大值为10000次。并可得出相关电池储能容量和储能电池总使用小时数量的关系。并使用相关方法对电池容量和储能电池基本成本的关系，从而得出最能满足光伏发电工程建设所需的储能电池最优容量。除此之外，储能电池容量同样受光伏推测的准确度的影响。如果储能电池价格不变，推测准确度更高，相应的储能电池的最优容量也相应降低，因此，对光伏推测精准度进行提升便能有效减低储能电池容量。
3 结束语
在本次研究中对光伏处理波动频谱的研究使用的FTT算法，表明了光伏出力低频波动占整个光伏出力的大部分位置，并有效验证了光伏出力低频波动的各项特征，得出了储能电池可有效对光伏发电进行平抑。还在研究中得出，使用平抑光伏出力短期进行控制的方法，从而对储能电池的储存和输出功率予以调节，对光伏出力的可调节性进行提升。除此之外，對储能电池的成本和最优容量之间的关系进行了一定的分析，并得出对光伏推测的精准度和储能电池的成本上具有一定的关系。因此，在循环使用长度条件下，储能电池的最优容量不单是和储能电池的成本有一定关系，还受光伏推算精准度影响。当前，我国光伏发电波动平抑仍在不断的研究和发展中，相信未来，对该类可持续发展能源的利用技术会越来越多，越来越强。本文研究并未考虑联网电价等相关经济收益因素，因此，其具有的准确性以及结论性仍需进一步深入研究。
参考文献
[1] 刘皓明，陆丹，杨波，等.可平抑高渗透分布式光伏发电功率波动的储能电站调度策略[J].高电压技术，2015，41（10）：3213-3223.
[2] 罗毅，李达.电池储能平抑风电功率波动的预测控制方法[J].电力科学与工程，2015（11）：1-5.
[3] 章竹耀，肖欣，郭晓丽，等.基于储能电池的光伏功率波动平抑策略[J].电力建设，2016，37（8）：90-95.
[4] 周仲柳.储能及FACTS在光伏发电系统中的应用研究[D].东南大学，2015.
[关键词]光伏发电；储能电池；能源；电池模型
中图分类号：TM762 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）17-0361-01
无论从世界还是从中国来看，大部分能源都是很有限的。中国的一次能源储量大约只占世界总储量的10%[1]。而太阳能是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有清洁性、安全性、广泛性、充足性及潜在的经济性等多种优点，在长期的能源战略中具有重要地位。但光伏发电具有的间歇性、随机性以及波动性等特点，使得在利用上对技术人员的要求相对较高。但科学合理的储能方式可有效缓解光伏发电该方面的缺陷，为光伏发电并网提供一定的保障。
1 光伏电池模型和频谱研究
1.1 光伏电池模型
目前，光伏电池模型可分为行为模型以及物理模型两种模型[2]。其中行为模型是根据电池外部能量输出特征来确定其电压和电流进行分析，而并不需要对电池的物理本质予以描述，从而对光伏电池的特征进行判断。其中物理模型是以等效电路、半导体特性以及物理本质建立的模型。
对光伏电池的行为模型加以利用，并根据日照强度对该模型予以分析，从而推算出太阳能发电的光伏电池的适用模型。再以电池的温度和日照强度结合相应最大功率点电压和电流，便能计算出新的电池温度和日照强度，如此便可通过一定的方式进行计算就可得出该模型下电池最大输出功率。
1.2 光伏出力频谱研究
为了进一步了解光伏出力波动成分以及和储能电池的可结合度，就需加强对光伏出力频谱特征的研究，并详细分解各个光伏波动的大小。本研究使用FTT算法对光伏出力频谱予以核算。还可使用滤波器把频谱内的高频和低频进行分离，使光伏电频出力所占总体的比重更加直观，并把滤波器的设为0.1赫兹每小时的截止频率。在研究中可发现，高频在光伏出力中出力很少，主要集中在低频出力，在光伏出力经过滤波器之后，高频部分即被过滤底掉，并把光伏出力总数进行核算可发现，低频出力约为整个光伏出力的百分之九十五以上，因此，光伏出力波动对储能电池能进行有效平仰。
2 储能电池平抑光伏发电电波
2.1 储能系统平抑方法
经过研究，光伏出力波动可分为低频以及高频波动。单看高频波动，由于储能电池具有一定的局限性使其不能有效运作[3]。使用滤波器把光伏电波高频以及低频予以分离，高频所占成分较少，低频部分所占成分较大，可使用储能电池进行平抑。
在使用储能电池平抑光伏出力波动之前，应对光伏出力进行一定的预测，预测的精准性关乎着储能电池平抑的效能，再在此基础上管理光伏出力能量。在当前的各项技术条件之下，在实施光伏预测时其精准度还不够理想，在实际操作时存在一定的误差，一般把二十四小时预测的日照强度预测作为一个参考值，而光伏出力是跟随着日照强度的不同而不同，根据不同的日照强度精度，光伏出力波动范围同样发生相应变化。例如在天气阴沉或云层较厚时，日照强度推测的精度相对较低，光伏出力波动范围较窄；在光照充足、万里无云时，日照强度推测精度较高，光伏出力波动范围则较大。
2.2 储能电池容量
在建设光伏发电工程时，在选取储能电池时需根据其储能容量以及相应的经济性方面进行综合考量[4]。根据参考资料显示，在对常用储能电池对比中，综合其建设成本，电池充放电次数对平抑光伏发电的基本要求，从而确定使用钒电池进行储能。并运用相关公式对钒电池的购置、运行以及维护成本等进行核算。
在储能电池选择好的情况下，成本便能进行一定的推算，储能电池的容量和电池的基本成本具有一定的关系，因此对储能电池的最优容量的推算以及确定，在储能电池总成本的规划以及节省上具有非常重要的价值。
本文在实际研究中，对某太阳能观测站的2015年～2017年这期间观测到的各种数据进行记录和分析，并得出储能电池的最优容量。该观测站的光发电站的容量是50MW，储能电池放电深度最大值为零点八，电池的充放电循环次数最大值为10000次。并可得出相关电池储能容量和储能电池总使用小时数量的关系。并使用相关方法对电池容量和储能电池基本成本的关系，从而得出最能满足光伏发电工程建设所需的储能电池最优容量。除此之外，储能电池容量同样受光伏推测的准确度的影响。如果储能电池价格不变，推测准确度更高，相应的储能电池的最优容量也相应降低，因此，对光伏推测精准度进行提升便能有效减低储能电池容量。
3 结束语
在本次研究中对光伏处理波动频谱的研究使用的FTT算法，表明了光伏出力低频波动占整个光伏出力的大部分位置，并有效验证了光伏出力低频波动的各项特征，得出了储能电池可有效对光伏发电进行平抑。还在研究中得出，使用平抑光伏出力短期进行控制的方法，从而对储能电池的储存和输出功率予以调节，对光伏出力的可调节性进行提升。除此之外，對储能电池的成本和最优容量之间的关系进行了一定的分析，并得出对光伏推测的精准度和储能电池的成本上具有一定的关系。因此，在循环使用长度条件下，储能电池的最优容量不单是和储能电池的成本有一定关系，还受光伏推算精准度影响。当前，我国光伏发电波动平抑仍在不断的研究和发展中，相信未来，对该类可持续发展能源的利用技术会越来越多，越来越强。本文研究并未考虑联网电价等相关经济收益因素，因此，其具有的准确性以及结论性仍需进一步深入研究。
参考文献
[1] 刘皓明，陆丹，杨波，等.可平抑高渗透分布式光伏发电功率波动的储能电站调度策略[J].高电压技术，2015，41（10）：3213-3223.
[2] 罗毅，李达.电池储能平抑风电功率波动的预测控制方法[J].电力科学与工程，2015（11）：1-5.
[3] 章竹耀，肖欣，郭晓丽，等.基于储能电池的光伏功率波动平抑策略[J].电力建设，2016，37（8）：90-95.
[4] 周仲柳.储能及FACTS在光伏发电系统中的应用研究[D].东南大学，2015.