“光伏储能系统”通常指将**光伏发电系统（PV）** 与**储能系统（通常是电池储能系统 BESS）** 相结合的整体解决方案。它是“光储直柔”系统的核心组成部分，但更侧重于“光”和“储”的结合及其协同效应，而不一定强制包含“直”（直流母线）和“柔”（高级柔性控制）这两个更进阶的特性（尽管现代系统通常也包含一定的智能控制）。
**核心目标：**
解决光伏发电的**间歇性**（白天有、晚上无）和**波动性**（受天气影响）问题，实现以下主要目的：
1. **提升自发自用率：** 将白天光伏发电的富余电量存储起来，供夜间或阴雨天使用，减少对电网购电的依赖。
2. **削峰填谷/峰谷套利：** 在电网电价低谷期（或光伏发电充裕时）给电池充电，在电价高峰期放电供负载使用，降低电费支出。
3. **提高供电可靠性/备用电源：** 在电网停电时，储能系统可以作为备用电源，为关键负载提供不间断电力（需配置离网功能）。
4. **支撑电网稳定性（辅助服务）：** 大型系统可参与电网调频、调峰等辅助服务（需政策支持和特定设备）。
5. **平抑输出波动：** 平滑光伏电站的输出功率，使其更符合电网接入要求（尤其对大型地面电站重要）。
**系统基本组成：**
1. **光伏发电单元：**
* 光伏组件（太阳能电池板）
* 光伏支架
* 直流接线箱
* **光伏逆变器：** 将光伏组件产生的直流电转换成与电网或负载匹配的交流电。在带储能的系统中，逆变器通常是**混合逆变器**或**储能变流器**。
2. **储能单元：**
* **储能电池：** 目前主流是**锂离子电池**（磷酸铁锂电池 LFP 因其安全性和长寿命成为首选），其他包括铅酸电池（逐渐被淘汰）、液流电池（长时储能）等。
* **电池管理系统：** 监控和保护电池，确保安全运行（电压、电流、温度控制，均衡，状态估算）。
* **储能变流器：** 控制电池的充放电过程，实现直流电与交流电之间的双向转换。在集成系统中，常与光伏逆变器合二为一成为**混合逆变器**。
3. **能量管理系统：**
* 智能控制器或软件平台。
* 核心功能：根据预设策略（如经济最优、自发自用优先、备用电源模式等），实时协调光伏发电、电池充放电、负载用电以及与电网的交互。现代EMS通常具备一定的“柔性”控制能力。
4. **配电与保护系统：**
* 交流配电柜/直流配电柜。
* 开关、断路器、熔断器、电表等。
* 保护装置（防雷、过压、过流等）。
5. **电网连接点：**
* 系统通常与交流电网并网运行，通过双向电表计量与电网的电量交换（购电和售电）。也可以是离网系统（如海岛、偏远地区）。
**主要工作模式：**
1. **自发自用+余电充电：**
* 白天光伏发电优先供应负载。
* 负载用不完的电量给电池充电。
* 电池充满后，若仍有富余，则**余电上网**（卖给电网）。
2. **自发自用+电池补充：**
* 白天光伏发电不足时（如阴天），电池放电补充供电。
* 夜间或光伏无出力时，电池放电供应负载。
3. **峰谷套利：**
* 在电价低谷期（或光伏发电充裕时），优先用低价电（或免费光伏电）给电池充电。
* 在电价高峰期，电池放电供负载使用，避免购买高价电。
4. **备用电源模式：**
* 电网正常时，系统并网运行。
* 电网停电时，系统自动切换为离网模式，由光伏（如果白天有光照）和/或电池为关键负载供电。
5. **限功率输出/防逆流：**
* 当本地消纳能力有限且不允许余电上网时，系统可限制光伏输出功率或控制电池充电速率，避免向电网倒送电。
**关键优势：**
* **显著提升经济性：** 提高光伏发电自用比例，减少电费支出；通过峰谷套利进一步降低成本；减少电网容量费。
* **增强能源独立性：** 降低对电网的依赖，提高自我消纳能力。
* **提升供电可靠性：** 提供备用电源功能，应对电网停电。
* **支持电网：** 大型系统可提供辅助服务，参与需求响应，缓解电网压力。
* **促进可再生能源消纳：** 平滑输出，提高光伏接入电网的友好性。
* **环保低碳：** 最大化利用清洁能源，减少碳排放。
**应用场景广泛：**
* **家庭户用：** 屋顶光伏+储能，实现家庭能源自给自足和节省电费。
* **工商业：** 工厂、商场、写字楼等，利用屋顶或空地安装，降低运营成本，保障关键生产用电。
* **大型地面光伏电站：** 配套储能以满足并网要求（如波动性限制、调峰调频辅助服务），提高电站收益。
* **微电网/离网系统：** 岛屿、偏远地区、通信基站等无电网或弱电网地区的独立供电系统。
* **电动汽车充电站：** “光储充”一体化，降低充电成本和对电网的冲击。
**与“光储直柔”的关系：**
* **光伏储能系统是基础：** 它提供了“光”和“储”的核心功能。
* **光储直柔是升级：** “光储直柔”在“光伏储能”的基础上，进一步融入了“直”（直流母线架构减少转换损耗）和更高级的“柔”（精细化、智能化的需求侧响应和电网互动能力），实现了更高的整体效率和更强的电网支撑能力。可以说，一个先进的“光储直柔”系统必然包含一个高效的“光伏储能系统”，但反之则不一定。
**总结：**
光伏储能系统通过将清洁的太阳能发电与能量存储技术紧密结合，有效克服了光伏间歇性的缺点，大幅提升了光伏发电的价值（经济性、可靠性、电网友好性）。它是当前实现能源转型、构建新型电力系统不可或缺的关键技术之一，应用前景极其广阔。随着电池成本持续下降和智能控制技术发展，其普及度将越来越高。
