工商業(yè)儲能系統(tǒng)如何設(shè)計?

　　“碳達峰、碳中和” 及“構(gòu)建以新能源為主的電力系統(tǒng)”目標下，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、隨機性、波動性，解決此類問題，需要儲能系統(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)計圖

　　儲能可應(yīng)用于發(fā)/輸/配/用各個環(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)儲能逆變器的用戶側(cè)儲能設(shè)計。

　　不同于大規(guī)模儲能調(diào)峰調(diào)頻電站，工商業(yè)儲能系統(tǒng)的主要目的是利用電網(wǎng)峰谷差價來實現(xiàn)投資回報，主要負荷是滿足工商業(yè)自身內(nèi)部的電力需求，實現(xiàn)光伏發(fā)電最大化自發(fā)自用，或者通過峰谷價差套利。系統(tǒng)主要由光伏組件、光儲一體機、電池組、負載等構(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，通過光儲一體機給負載供電，也可同時給電池組充電;在無光照時，由電池組通過一體機給負載供電。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 光儲一體機

　　其作用是對太陽能電池組件所發(fā)的電能進行調(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)斷以及保護的作用。

　　04 智慧能源管理器SEM

　　與光儲一體機、智能電表、電池實現(xiàn)通訊互連，具備干接點可外控油機，可以接入客戶急停，消防，安防等系統(tǒng)，實現(xiàn)復(fù)雜的系統(tǒng)聯(lián)動需求。

　　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)儲能系統(tǒng)設(shè)計原則

　　01 負載類型和功率決定光儲一體機的選型

　　負載一般分為感性負載和阻性負載，中央空調(diào)、壓縮機、吊機等帶有電動機的負載是感性負載，電動機啟動功率是額定功率的3-5倍，設(shè)計初期在靠設(shè)備離網(wǎng)運行時，一般要把這些負載的啟動功率考慮進去，逆變器的輸出功率要大于負載的功率。對于監(jiān)控站，通信站等要求嚴格的場合，輸出功率是按所有的負載功率之和。但在本儲能系統(tǒng)中，WIT系列(目前有50K/63K/75K/100K，4個功率段)強大的帶載能力，支持電機類負載和100%三相不平衡負載，可長期過載110%。

　　02 單日用電量確認組件功率

　　組件的設(shè)計原則是要滿足平均天氣條件下負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)電量要等于負載全年用電量。因為天氣條件有低于和高于平均值的情況，太陽能電池組件設(shè)計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器的損耗以及電池組的損耗，電池組在充放電過程中，也會有10-15%的損耗。儲能系統(tǒng)可用的電量=組件總功率*太陽能發(fā)電平均時數(shù)*控制器效率*電池組效率。

　　03 蓄電池設(shè)計容量

　　電池組的任務(wù)是在太陽能輻射量不足時，保證系統(tǒng)負載的正常用電。電池組的容量可以根據(jù)實際情況來設(shè)計。設(shè)計時要注意3點：電池組的電壓要達到光儲一體機系統(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));電池組儲存的電量要達到用戶的要求(能量時移、峰谷套利等);需要離網(wǎng)運行時考慮陰雨天備電情況。

　　04 EMS方案

　　和大型儲能系統(tǒng)一樣，工商業(yè)儲能系統(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)，利用鋰電池作為儲能裝置，通過本地及遠端EMS管理系統(tǒng)，完成電網(wǎng)、電池、一體機、負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)用價值，工商業(yè)儲能系統(tǒng)的EMS也與大型儲能電站不同，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)能量管理和自動切換即可。

　　總結(jié)

　　“光伏+儲能”工商業(yè)儲能是目前最為可靠、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，在電價較高、峰谷價差較大的場所，合理設(shè)計可實現(xiàn)高投資收益。

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