前言

現(xiàn)階段戶用光伏以并網(wǎng)光伏電站為主，近些年以屋頂租賃、光伏貸等模式大規(guī)模開展，但是這種模式發(fā)展到一定階段后，會(huì)給電網(wǎng)穩(wěn)定運(yùn)行帶來挑戰(zhàn)，尤其是對(duì)配電網(wǎng)的消納能力和對(duì)新能源的功率波動(dòng)問題影響更大。

戶用儲(chǔ)能在國(guó)外非常盛行，目前在國(guó)內(nèi)也開始受到關(guān)注，戶用儲(chǔ)能可以實(shí)現(xiàn)能量搬移，減少光伏對(duì)電網(wǎng)的沖擊和家庭電費(fèi)支出。現(xiàn)在一位用戶想在自家屋頂安裝5kW光伏逆變器和10kWh儲(chǔ)能電池，那么這個(gè)電站是怎樣設(shè)計(jì)的呢？

01

設(shè)計(jì)選型階段

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對(duì)房屋進(jìn)行探勘后，根據(jù)屋頂面積排布出光伏組件，計(jì)算出光伏組件容量，同時(shí)定好電纜放線位置和逆變器、電池、配電箱的位置；這里主要的設(shè)備有光伏組件、儲(chǔ)能逆變器、儲(chǔ)能電池。

1.1 光伏組件

本項(xiàng)目采用高效單晶組件560Wp，具體參數(shù)如下：

整個(gè)屋頂使用了10塊組件，總?cè)萘繛?.6kWp，一路接入逆變器直流側(cè)，屋頂排布圖如下所示：

 1.2 儲(chǔ)能逆變器

本項(xiàng)目選用固德威儲(chǔ)能逆變器GW5000-ES-20, 具體參數(shù)如下：

該儲(chǔ)能產(chǎn)品具備外觀精美、操控簡(jiǎn)單、超靜音、多種工作模式、UPS級(jí)切換、4G通訊等多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。

1.3 儲(chǔ)能電池

固德威提供與儲(chǔ)能逆變器相匹配的電池方案（含BMS），該電池是一種用于家庭的低壓儲(chǔ)能鋰電池，安全可靠，可安裝在戶外，具體參數(shù)如下：

02

系統(tǒng)安裝調(diào)試階段

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整個(gè)項(xiàng)目的系統(tǒng)圖如下所示：

以下是儲(chǔ)能逆變器和電池的接口：

儲(chǔ)能逆變器接口

當(dāng)整套系統(tǒng)安裝完畢，就進(jìn)入了調(diào)試階段：

2.1 工作模式設(shè)定

通用模式：減少電網(wǎng)依賴，降低買電量。通用模式下，光伏發(fā)電優(yōu)先供給負(fù)載，其次給電池充電，最后多余的電量可以并網(wǎng)。光伏發(fā)電量較低時(shí)，優(yōu)先電池放電補(bǔ)充。

經(jīng)濟(jì)模式：適用于峰谷電價(jià)差較大的地區(qū)。選擇經(jīng)濟(jì)模式，可以設(shè)置四組不同的電池充放電時(shí)間和功率，并指定充放電時(shí)間，在電價(jià)較低的時(shí)候逆變器給電池充電，在電價(jià)較高時(shí)電池進(jìn)行放電，同時(shí)可對(duì)充放電功率百分比及一周內(nèi)循環(huán)次數(shù)進(jìn)行設(shè)置。

備用模式：適用于電網(wǎng)不穩(wěn)定的地區(qū)。備用模式下可設(shè)置電池放電深度，預(yù)留電量可在離網(wǎng)時(shí)使用。

離網(wǎng)模式：離網(wǎng)模式下儲(chǔ)能系統(tǒng)可正常運(yùn)行，光伏發(fā)電依次給負(fù)載使用及電池充電，逆變器不發(fā)電或發(fā)電量不夠使用時(shí)，電池會(huì)放電供負(fù)載使用。

2.2 云端電站設(shè)置

功率曲線

 發(fā)電量及效益

能量統(tǒng)計(jì)

能量流圖

03

應(yīng)用場(chǎng)景拓展

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3.1 電池?cái)U(kuò)展方案

ES G2 單臺(tái)最多可支持6節(jié)Lynx U5.4-20電池并聯(lián)，儲(chǔ)能容量最多可提升至32.4kWh,滿足用戶多天用電的需求。

3.2 離網(wǎng)并聯(lián)方案

ES G2可以實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)端、離網(wǎng)端的并聯(lián)，盡管ES G2的單機(jī)功率只有5kW，但是通過ES G2的并聯(lián)，可以實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)負(fù)載，可帶大功率的負(fù)載（最大15kVA）。

3.3 光儲(chǔ)柴微電網(wǎng)方案

光儲(chǔ)柴微電網(wǎng)方案可以接4個(gè)電源，光伏、儲(chǔ)能電池、柴油發(fā)電機(jī)和電網(wǎng)，是目前可行的最完備、最可靠的供電方案之一；正常工作狀態(tài)下無電網(wǎng)接入，柴發(fā)待啟動(dòng)狀態(tài)，負(fù)載主要由光伏+儲(chǔ)能供電；當(dāng)負(fù)荷出現(xiàn)大的波動(dòng)以及儲(chǔ)能電量耗盡時(shí)，由逆變器給柴發(fā)啟動(dòng)信號(hào)，柴發(fā)熱啟動(dòng)后，正常給負(fù)載和儲(chǔ)能電池供電；如電網(wǎng)正常工作，此時(shí)柴發(fā)處于停機(jī)狀態(tài)，由電網(wǎng)給負(fù)載和儲(chǔ)能電池供電。

注：也可以應(yīng)用于無電網(wǎng)切換的光儲(chǔ)柴場(chǎng)景。

3.4 家庭光儲(chǔ)充方案

隨著電動(dòng)汽車行業(yè)的發(fā)展和普及，家庭的電動(dòng)汽車越來越多，大概每天有5~10度電的充電需求（按1度電可以行駛5公里計(jì)算），剛好可以在夜間把儲(chǔ)能的電量釋放出來，滿足電車充電的需求，同時(shí)緩解用電高峰時(shí)段電網(wǎng)的壓力。

04

小結(jié)

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本文從戶用儲(chǔ)能電站的設(shè)計(jì)選型、安裝調(diào)試、應(yīng)用擴(kuò)展介紹了一個(gè)5kW/10kWh的儲(chǔ)能系統(tǒng)，儲(chǔ)能系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了家庭用電低碳化，智慧用電為智慧家居解鎖了更多的應(yīng)用場(chǎng)景。隨著政策的支持力度加大和人們觀念的轉(zhuǎn)變，相信越來越多的儲(chǔ)能系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)在我們的身邊。