黄冈大别山发电有限责任公司 张 雷
现如今，全球范围内的能源消耗都呈现出剧集增长的趋势，特别是化石燃料的持续消耗，给生态环境也带来了较大的影响，导致我国的生态环境也日益恶化，影响了人类社会的持续发展，给人类社会的持续发展也带来了较大的影响。随着可再生资源的不断发展，可再生资源也逐渐在发电领域得到了广泛的应用，特别是风光储联合发电运行技术更是得到了迅速的发展，但不否认的是，风光储联合发电运行技术在发展中仍有局限性存在，对此仍旧需要加强风光储联合发电运行技术的研究和完善。
风光储联合发电是一种现代化的发电技术，在运用该技术的过程中，能够充分地发挥出风力发电以及光伏发电的各自优势，不仅可以提高联合发电系统有功功率总输出的稳定性，而且还能保证电能的质量，并减少对电网的不良影响。
无论是风能还是光能，二者都具有明显的间歇性以及随机性特点，对此若单纯使用风能或者光能进行发电，就无法保证电能的稳定性。但从另一种角度来看，风力发电以及光伏发电还具有天然的互补性特征，比如说夏季光伏发电量较大，而风力发电量则相对较小，反之到了冬季，光伏发电量就会少于光伏发电量，在风能发电以及光能发电互补的基础上，同时运用储能系统，并建立完善的风光储联合发电系统，就可以在一定程度上改善风能发电以及光伏发电在单独发电上的问题，可以有效的缓解随机性对电网的影响。风光储联合发电系统，可以对自然能量进行存储，同时在适当的时机进行释放，让不稳定的自然能量转化成为对人类社会发展有益的能量，最重要的是还能提高电网对可再生能源的吸纳能力[1]。
风光储联合发电，在原有电力生产模式的基础上，新增了存储电能的环节，能够不可控发电实现可控，同时还能保证功率输出的平滑性，最重要的是也大大强化了电网运行的经济性、安全性和灵活性，电网对于可再生能源的接纳能力也达到了显著的改善和提升。
储能是指在电力充沛的状态下，在相关媒介中存储多余的电力，然后在风机停运、夜晚等情况下，将存储的电能进行释放，以便更好的满足发电厂的发展需要。风光储联合发电系统在运行中，当风、光发电出力总和大且系统负荷相对较小的情况时，储能装置就会自行进行充电；
当风力发电以及光伏发电总输出功率小且系统负荷较大的情况时，储能装置就是释放电能，从而起到平滑输出功率的目的，借此来全面提升电网对可再生能源的接纳能力。
总的来说，风光储联合发电技术在运行中，主要包括风光储电站功率联合预测、安排发电计划以及控制实时发电等环节，其中风光功率预测是该发电技术应用的前提，而核心则是储能功率控制，这样才能实现功率平稳输出。
风光储是指在全面分析风光以及储能配比的基础上，对其进行合理配置，通过联合出力来弥补单独发电的不足，以确保风光储联合发电可以发挥出与常规电源类似的效果。“输”的含义主要可以从以下两个角度进行分析：一是利用先进交直流输电系统，高效的送出清洁能源；
二是发挥出电网的调度作用，对风光储联合发电的运行特性进行深入分析和探索，同时加强常规电源及负荷特性见的联系，以实现风光储联合发电所在区域电网的有效调度，实现协调发展。
3.1 风光功率预测技术
对风光储联合发电运行技术来说，风光功率预测技术对于制定发电计划以及调度方式有重要意义，是发电计划以及调度方式制定的基础前提。在功率预测系统的支持下，可全面加强某一时间段内相应发电历史信息的分析和总结，进而能够得到更加精准的风光发电功率。
3.2 并网逆变器技术
众所周知，为实现风电、光伏与储能的联合运行，离不开并网逆变器的支持，只有在并网逆变器的支持下，才能使其与电网进行有效的连接。而风光储联合发电技术主要使用的并网逆变器可以分为三种，分别是交直交变换器、储能DC/AC双向逆变器以及DC/AC逆变器。逆变器控制可以有效加强发电功率因数、有功功率、电能质量等指标的控制，倘若这些工作没有做好，很容易诱发功率控制无效或者电能质量不合格等问题，严重时更容易产生安全事故，造成较大的损伤。
3.3 智能发电调度
自然气象因素对风力发电以及光伏发电有直接影响，同时风力发电以及光伏发电也同样具有输出功率不可控的特性，而风光储联合发电系统的调度主要就是负责加强储能装置的控制，借助储能装置存放风电以及光电，来实现发电系统输出功率的调控。而储能装置的工作方式主要可以分为以下几类。
3.3.1 平滑功率输出模式
平滑功率输出模式在运行期间，储能装置在充、放电时，必须保证落实总输出功率平滑的基本原则，同时避免功率有大幅度波动的情况。所以，需对出力曲线、储能机组容量进行预测，对充放电区间以及波动范围进行合理选择，并控制功率波动，减少电池充电的次数，借此减少对电池寿命带来的影响。当风光总发电功率明显增加，并已经超过标准范围，储能机组就会进行充电；
反之储能机组就会放电，这时输出功率就会增加，进而保证功率输出曲线的平滑[2]。
3.3.2 跟踪计划出力模式
运用跟踪计划出力模式时，自动发电控制系统可以预先对发电出力跟踪的计划出力曲线进行预设，还能加强合理控制。这种计划出力模式在风光预测系统的支持下，可以对出力曲线进行预测，此外也可以结合负荷预测，以得到风光储联合发电系统的跟踪发电曲线。
3.3.3 负荷削峰填谷模式
在负荷削峰填谷模式的支持下，储能机组可以结合系统负荷的动态变化情况，来对充放电方式进行合理变更。当系统负荷出现低估状态时，储能机组就会进行充电，若处于负荷高峰，储能机组就会进行放电，进而削减负荷高峰，借此来缓解和降低系统的供电压力。
3.3.4 系统调频模式
在应用系统调频模式的过程中，需要做好系统调频工作，这时储能装置的容量也会增加，除了抽水蓄能外，其他的蓄能目前还无法满足实际的需要，所以该模式更加依赖于大规模储能技术。
3.4 储能控制技术
抽水蓄能是现代电网中常用的储能技术，具有应用成本低的优势。但在建设抽水蓄能发电站时，容易受到自然因素的干预，导致部分区域难以进行有效的建设。为了突破这一问题，越来越多的储能技术快速发展，如化学储能、飞轮储能等（如图1所示），相对来说化学储能在技术方面更加的成熟，基本实现了规模化生产，在一定程度上满足了发电站大规模充放电的需求。而风光储联合发电系统在运行中，储能装置的容量以及响应速度十分重要，其中储能装备必须具有平滑出力的性能，所以必须合理的加强储能装置容量以及功率的选择。
图1 飞轮储能技术
3.5 无功电压控制技术
风能以及光能是我国最重要的可再生资源，在借助风能或者光能进行发电时，难免会对电能质量以及系统电压产生不同程度的影响，为了将影响降到最低，就需要加强无功电压的控制。一般来说，若出现系统故障或电压闪边的情况，风力发电机的端电压也会受到影响，甚至电压会明显高于正常电压，在这样的情况下，就容易引起风力发电机脱网情况的出现。目前，固定电容器以及SVC是比较常见的无功调节装置，但是由于这类无功调节装置的相应速度较慢，当其出现响应时，这时风电机组已经出现了脱网的情况。一旦出现大规模并网发电机组脱网的情况，电力系统的稳定运行也必然会受到影响。
SVC的诞生和应用，在一定程度上解决了上述的问题，不仅响应速度更快，而且其在风光储联合发电系统中的运用，还能加强无功电压的有效控制。风光储联合发电系统内有很多逆变器、换流器，而这些设备就自带无功调节功能，对此在制定无功调节方案上，需要综合的分析和考虑逆变器与SVC之间的协调[3]。将SVC以及逆变器分别设置为无功功率控制装置以及基础无功控制设备，这样一来一旦出现故障问题，SVC就能第一时间发挥作用，若判断属于无功补偿模式，光伏逆变器、风机变换器以及储能双向逆变器就会发挥无功并装置SVC。
无论是风能还是光伏发电，都存在一定的间歇性和波动性特征，二者在独立工作时，是无法保证电能输出稳定性的，所以为解决这一问题，国内的多数电网公司纷纷投身到风光储联合发电工程应用的研究之中，经过多年的研究和努力，成功建设第一个国家级风光储示范功能。该工程的建设，在先进技术手段的支持下，让风电、光伏发电以及储能装置与电网的互动和智能化调度成为现实，打破了可再生资源并网发电的技术桎梏，同时也大大提高了电网对可再生能源并网发电的接纳能力和水平。
现如今，加强可再生能源的大规模开发，利用可再生能源逐渐代替不可再生能源已经成为必然趋势。目前，成熟的可再生能源利用方式就是风电技术，随着国家支持力度的增加，风电技术也得到了迅速的发展。同时，光伏发电技术的发展速度也明显加快，由此可见以风电和光伏为代表的新能源技术已经越来越重要，不仅可以缓解能源方面的需要，同时还能优化能源结构，减少对生态环境的污染，对于促进社会的进步与发展等方面也发挥着关键性的作用。在这样的大形势下，如何有效改善和提升电网对风光发电的接纳能力，已成为重点需要突破和解决问题。风光储联合发电运行技术的应用，能够让风电、光伏以及储能装置实现多种组态的运行，还能发挥出其与智能电网的相互作用，让风电以及光伏等新能源的性能逐渐的接近常规电源，进而打破了大规模新能源并网运行上的基础瓶颈，为新能源与电网间的协调发展提供了重要的支持，也在较大程度上了推动了电网对新能源接纳和调度控制的智能化水平。
整体来看，我国风光储联合发电技术仍旧处于起步阶段，但是在技术方面并未发展成熟，有关的配制政策和制度也不够完善，但是不难发现，鉴于我国太阳能以及风能资源十分的富足，为了有效的开发和利用新能源，缓解不可再生能源的利用压力，风光储联合发电技术必然会有更大的发展空间，而且未来风光储联合发电技术也必然会更加的成熟和完善，同时必然会实现大规模的应用和普及，并成为最重要的新能源开发利用形式。
综上所述，随着能源危机以及全球变暖情况的加剧，使得新能源发电已经成为各国发展的必然趋势，而我国在风能以及光能资源十分丰富，在国家和政府的支持下，风光储联合发电技术也得到了迅速的发展。但是风能发电以及光能发电具有明显的间歇性以及随机性特征，难以保证功率输出的稳定性，而这就会严重影响可再生资源有效的并入到电网，还会给电网安全带来威胁。对此为了突破这一问题，就需要加强风光储联合发电技术的研究与探索，将风力发电、光伏发电以及储能装置进行联合运用，构建风光储联合发电系统，以便加强有效控制新能源发电的平稳控制，为新能源发电的发展开辟新的道路。
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