【摘 要】在全球能源转型与“双碳”目标驱动下，光伏发电装机规模持续扩大，但其输出不稳定特性严重制约其高效利用与大规模并网。储能技术作为解决光伏间歇性、波动性问题的核心手段，对提高光伏消纳能力、增强电网稳定性意义重大，其在光伏发电系统中的应用研究成为能源领域的关键课题。文章聚焦储能技术在光伏发电系统中的应用，阐述储能技术与光伏发电系统协同的重要意义，分析不同储能技术的特性，探讨其在光伏发电平滑输出、削峰填谷、提升供电可靠性等场景的应用模式，为优化光储系统性能提供理论与实践参考。

【关键词】储能技术；光伏发电系统；光储协同；能量管理；可再生能源

引言

在全球能源结构向着清洁化和低碳化方向转变的背景下，光伏发电以其资源丰富和绿色环保的特点成为可再生能源开发的一个重要方向。储能技术能够通过储存和释放能量来有效地调节光伏发电出力波动，实现电能在时间和空间上的传递，增强电力系统运行的稳定性和灵活性。研究光伏发电系统储能技术应用对于促进可再生能源的高效利用，保障能源安全和推动能源结构转型等方面都具有十分现实的意义。

一、光伏发电系统原理及特性

（一）光伏发电系统原理

光伏发电系统是根据半导体光电效应原理进行能量转换的。核心组件光伏电池采用P型、N型半导体材料组成PN结，太阳光照射在光伏电池表面后，光子的能量会被半导体材料吸收，激发价带内电子向导带跃迁，产生电子-空穴对。受PN结内建电场的影响，电子与空穴各自运动到电池两极，使电池两端形成电势差。若干光伏电池相互串联或并联形成光伏组件，光伏组件又进一步形成光伏阵列并不断地将光能转换为直流电[1]。直流电可通过逆变器转换为交流电，既可为负载供电，也可并入电网。该系统需要安装汇流箱和变压器来实现电流汇集和电压变换，以保证电力的平稳输送，如图1所示。

（二）光伏发电系统技术特征

光伏发电系统在技术方面有着显著优势和特点。一是清洁环保，在运行中无温室气体排放，无污染物产生；二是能源是可再生的，太阳辐射能是取之不尽、用之不竭的，且不受地理、资源分布等因素的制约，特别适用于光照资源充足的区域；三是模块化设计灵活多样，系统的规模可以根据用电需求进行调节，小到家庭使用的分布式电站、大到兆瓦级别的集中式光伏电站等，都可以根据需要进行分配；四是维护成本低，系统中没有机械转动的零件，在日常的维护中只需要定期对光伏组件的表面的灰尘进行清理，对电气设备的连接状态进行检查；五是建设周期短，与传统火电和水电工程相比较，光伏发电项目可以迅速布点，达到短期达产的目的。但是系统有其固有的局限性，如受到昼夜交替和阴晴变化等因素的影响，发电功率表现出间歇性和波动性，需要匹配储能装置或者并网才能保证供电的连续性。

二、储能技术在光伏发电系统中的应用场景

（一）平滑光伏发电功率

光伏发电由于受到光照强度、天气变化的影响，其输出功率存在明显的间歇性与波动性，这一不稳定特性将给电网稳定运行带来负面影响，加大了电网调度与控制难度，储能技术对光伏发电的平滑输出起到了至关重要的作用。实际工作时，由于光照强度骤减引起光伏电站输出功率降低，储能系统将储存的电能快速释放以弥补光伏出力不足，保持为电网提供电能的稳定性。在光照充分且光伏发电功率显著增加时，储能系统会吸收过剩电能并储存，以避免功率急剧波动给电网带来影响[2]。通过对光伏发电功率变化情况进行实时监控，结合预测数据可以对储能系统充放电过程进行准确控制，从而使得光伏电站输出功率曲线更光滑。此外，通过采用先进的能量管理系统（Energy Management System，EMS），可以基于过去的数据和实时的气象状况，对光伏的功率进行精确预估，并提前为储能系统制定充电和放电的策略，从而进一步增强其稳定性。