工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)如何設(shè)計(jì)?

“碳達(dá)峰、碳中和” 及“構(gòu)建以新能源為主的電力系統(tǒng)”目標(biāo)下，風(fēng)電、光電等新能源在快速發(fā)展，但新能源發(fā)電的主要瓶頸在于間歇性、隨機(jī)性、波動(dòng)性，解決此類問題，需要儲(chǔ)能系統(tǒng)提供靈活性調(diào)節(jié)和關(guān)鍵性支撐。

晴天光伏發(fā)電曲線圖

陰天光伏發(fā)電曲線圖

某電站10月份發(fā)電統(tǒng)計(jì)圖

儲(chǔ)能可應(yīng)用于發(fā)/輸/配/用各個(gè)環(huán)節(jié)，發(fā)揮多重作用。

此次我們討論的主題是基于古瑞瓦特WIT系列工商業(yè)儲(chǔ)能逆變器的用戶側(cè)儲(chǔ)能設(shè)計(jì)。

不同于大規(guī)模儲(chǔ)能調(diào)峰調(diào)頻電站，工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的主要目的是利用電網(wǎng)峰谷差價(jià)來實(shí)現(xiàn)投資回報(bào)，主要負(fù)荷是滿足工商業(yè)自身內(nèi)部的電力需求，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電最大化自發(fā)自用，或者通過峰谷價(jià)差套利。系統(tǒng)主要由光伏組件、光儲(chǔ)一體機(jī)、電池組、負(fù)載等構(gòu)成。光伏組件方陣在有光照的情況下將太陽能轉(zhuǎn)換為電能，通過光儲(chǔ)一體機(jī)給負(fù)載供電，也可同時(shí)給電池組充電;在無光照時(shí)，由電池組通過一體機(jī)給負(fù)載供電。主要應(yīng)用場景為寫字樓、商場、工商業(yè)園區(qū)、海島微網(wǎng)、村莊、大型戶用。

01 光儲(chǔ)一體機(jī)

其作用是對太陽能電池組件所發(fā)的電能進(jìn)行調(diào)節(jié)和控制，變成正弦波交流電。

02 電池組

其主要任務(wù)是儲(chǔ)能，保障能量平衡以及供能穩(wěn)定性，在夜間或陰雨天保證負(fù)載用電需求。

03 交流配電柜

主要起交流輸出側(cè)關(guān)斷以及保護(hù)的作用。

04 智慧能源管理器SEM

與光儲(chǔ)一體機(jī)、智能電表、電池實(shí)現(xiàn)通訊互連，具備干接點(diǎn)可外控油機(jī)，可以接入客戶急停，消防，安防等系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的系統(tǒng)聯(lián)動(dòng)需求。

05 光伏組件

太陽能供電系統(tǒng)中的主要部分，其作用是將太陽的輻射能量轉(zhuǎn)換為直流電能。

WIT工商業(yè)光儲(chǔ)應(yīng)用場景解決方案系統(tǒng)圖

WIT離島微網(wǎng)應(yīng)用場景解決方案系統(tǒng)圖

工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)原則

01 負(fù)載類型和功率決定光儲(chǔ)一體機(jī)的選型

負(fù)載一般分為感性負(fù)載和阻性負(fù)載，中央空調(diào)、壓縮機(jī)、吊機(jī)等帶有電動(dòng)機(jī)的負(fù)載是感性負(fù)載，電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)功率是額定功率的3-5倍，設(shè)計(jì)初期在靠設(shè)備離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，一般要把這些負(fù)載的啟動(dòng)功率考慮進(jìn)去，逆變器的輸出功率要大于負(fù)載的功率。對于監(jiān)控站，通信站等要求嚴(yán)格的場合，輸出功率是按所有的負(fù)載功率之和。但在本儲(chǔ)能系統(tǒng)中，WIT系列(目前有50K/63K/75K/100K，4個(gè)功率段)強(qiáng)大的帶載能力，支持電機(jī)類負(fù)載和100%三相不平衡負(fù)載，可長期過載110%。

02 單日用電量確認(rèn)組件功率

組件的設(shè)計(jì)原則是要滿足平均天氣條件下負(fù)載每日用電量的需求，也就是說太陽能電池組件的全年發(fā)電量要等于負(fù)載全年用電量。因?yàn)樘鞖鈼l件有低于和高于平均值的情況，太陽能電池組件設(shè)計(jì)的基本滿足光照最差季節(jié)的需要，就是在光照最差的季節(jié)蓄電池也能夠基本上天天充滿電。組件的發(fā)電量并不能完全轉(zhuǎn)化為用電，還要考慮控制器的效率和機(jī)器的損耗以及電池組的損耗，電池組在充放電過程中，也會(huì)有10-15%的損耗。儲(chǔ)能系統(tǒng)可用的電量=組件總功率*太陽能發(fā)電平均時(shí)數(shù)*控制器效率*電池組效率。

03 蓄電池設(shè)計(jì)容量

電池組的任務(wù)是在太陽能輻射量不足時(shí)，保證系統(tǒng)負(fù)載的正常用電。電池組的容量可以根據(jù)實(shí)際情況來設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)時(shí)要注意3點(diǎn)：電池組的電壓要達(dá)到光儲(chǔ)一體機(jī)系統(tǒng)的電壓(WIT系列電池工作電壓范圍是600-1000V (3P3W條件下) / 680-1000V (3P4W條件下));電池組儲(chǔ)存的電量要達(dá)到用戶的要求(能量時(shí)移、峰谷套利等);需要離網(wǎng)運(yùn)行時(shí)考慮陰雨天備電情況。

04 EMS方案

和大型儲(chǔ)能系統(tǒng)一樣，工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)也包括能源管理系統(tǒng)(EMS)。古瑞瓦特EMS解決方案為SEM(Smart Energy Manager，智慧能源管理器)，利用鋰電池作為儲(chǔ)能裝置，通過本地及遠(yuǎn)端EMS管理系統(tǒng)，完成電網(wǎng)、電池、一體機(jī)、負(fù)載三者之間的電能提供和電能需求的平衡與優(yōu)化，并能使用干接點(diǎn)等方便接入其他類型設(shè)備，在峰谷用電、用電安全等方面帶來應(yīng)用價(jià)值，工商業(yè)儲(chǔ)能系統(tǒng)的EMS也與大型儲(chǔ)能電站不同，通常不用考慮電網(wǎng)調(diào)度的需求，主要是為本地提供電力，只需要具備局域網(wǎng)內(nèi)能量管理和自動(dòng)切換即可。

總結(jié)

“光伏+儲(chǔ)能”工商業(yè)儲(chǔ)能是目前最為可靠、最有潛力的一種應(yīng)用，也是最有可能被大規(guī)模應(yīng)用的分布式光伏解決方案，在電價(jià)較高、峰谷價(jià)差較大的場所，合理設(shè)計(jì)可實(shí)現(xiàn)高投資收益。

原文轉(zhuǎn)自：古瑞瓦特

審核編輯黃昊宇