太阳能光伏逆变并网及储能电站技术方案

儲能電站（系統）

技

術

方

案

2010年11月

目錄

1.概述 (3)

2.设计标准 (4)

3.储能电站（配合光伏并网发电应用）详细方案 (5)

3.1系统架构 (5)

3.2光伏发电子系统 (6)

3.3储能子系统 (6)

3.4并网控制子系统 (12)

3.5储能电站联合控制调度子系统 (14)

4.储能电站（系统）整体发展前景 (16)

1.概述

大容量電池儲能系統在電力系統中的應用已有20多年的歷史，早期主要用於孤立電網的調頻、熱備用、調壓和備份等。電池儲能系統在新能源並網中的應用，國外也已開展了一定的研究。上世紀90年代末德國在Herne 1MW的光伏電站和Bocholt 2MW的風電場分別配置了容量為1.2MWh的電池儲能系統，提供削峰、不中斷供電和改善電能品質功能。從2003年開始，日本在Hokkaido 30.6MW風電場安裝了6MW /6MWh 的全釩液流電池（VRB）儲能系統，用於平抑輸出功率波動。2009年英國EDF電網將600kW/200kWh鋰離子電池儲能系統配置在東部一個11KV配電網STATCOM中，用於潮流和電壓控制，有功和無功控制。

總體來說，儲能電站（系統）在電網中的應用目的主要考慮“負荷調節、配合新能源接入、彌補線損、功率補償、提高電能品質、孤網運行、削峰填穀”等幾大功能應用。比如：削峰填穀，改善電網運行曲線，通俗一點解釋，儲能電站就像一個儲電銀行，可以把用電低谷期富餘的電儲存起來，在用電高峰的時候再拿出來用，這樣就減少了電能的浪費；此外儲能電站還能減少線損，增加線路和設備使用壽命；優化系統電源佈局，改善電能品質。而儲能電站的綠色優勢則主要體現在：科學安全，建設週期短；綠色環保，促進環境友好；集約用地，減少資源消耗等方面。

2.設計標準

GB 21966-2008 锂原电池和蓄电池在运输中的安全要求

GJB 4477-2002 锂离子蓄电池组通用规范

QC/T 743-2006 电动汽车用锂离子蓄电池

GB/T 12325-2008 电能质量供电电压偏差

GB/T 12326-2008 电能质量电压波动和闪变

GB/T 14549-1993 电能质量公用电网谐波

GB/T 15543-2008 电能质量三相电压不平衡

GB/T 2297-1989 太阳光伏能源系统术语

GB/T 18479-2001 地面用光伏（PV）发电系统概述和导则

GB/T 19939-2005 光伏系统并网技术要求

GB/T 20046-2006 光伏（PV）系统电网接口特性

GB 2894 安全标志（neq ISO 3864：1984）

GB 16179 安全标志使用导则

GB/T 17883 0.2S 和0.5S 级静止式交流有功电度表

DL/T 448 能计量装置技术管理规定

DL/T 614 多功能电能表

DL/T 645 多功能电能表通信协议

DL/T 5202 电能量计量系统设计技术规程

SJ/T 11127 光伏（PV）发电系统过电压保护——导则

IEC 61000-4-30 电磁兼容第4-30 部分试验和测量技术——电能质量IEC 60364-7-712 建筑物电气装置第7-712 部分：

特殊装置或场所的要求太阳光伏（PV）发电系统

3.儲能電站（配合光伏並網發電應用）詳細方案

3.1系統架構

在本方案中，儲能電站（系統）主要配合光伏並網發電應用，因此，整個系統是包括光伏組件陣列、光伏控制器、電池組、電池管理系統（BMS）、逆變器以及相應的儲能電站聯合控制調度系統等在內的發電系統。系統架構圖如下：

儲能電站（配合光伏並網發電應用）架構圖

1、光伏組件陣列利用太陽能電池板的光伏效應將光能轉換為電能，然後對鋰電池組充電，通過逆變器將直流電轉換為交流電對負載進行供電；

2、智能控制器根據日照強度及負載的變化，不斷對蓄電池組的工作狀態進行切換和調節：一方面把調整後的電能直接送往直流或交流負載。另一方面把多餘的電能送往蓄電池組存儲。發電量不能滿足負載需要時，控制器把蓄電池的電能送往負載，保證了整個系統工作的連續性和穩定性；

4、並網逆變系統由幾臺逆變器組成，把蓄電池中的直流電變成標準的380V 市電接入用戶側低壓電網或經升壓變壓器送入高壓電網。

5、鋰電池組在系統中同時起到能量調節和平衡負載兩大作用。它將光伏發電系統輸出的電能轉化為化學能儲存起來，以備供電不足時使用。

3.2光伏發電子系統

略。

3.3儲能子系統

目前可以應用於儲能電站的可選蓄電池主要有：鉛酸蓄電池，鋰電池，鈉硫電池，全釩液流電池等等。

3.3.1儲能電池組

(1)電池選型原則

作為配合光伏發電接入，實現削峰填穀、負荷補償，提高電能品質應用的儲能電站，儲能電池是非常重要的一個部件，必須滿足以下要求：

容易實現多方式組合，滿足較高的工作電壓和較大工作電流；

電池容量和性能的可檢測和可診斷，使控制系統可在預知電池容量和性能的情況下實現對電站負荷的調度控制；

高安全性、可靠性：在正常使用情況下，電池正常使用壽命不低於15年；

在極限情況下，即使發生故障也在受控範圍，不應該發生爆炸、燃燒等危及電站安全運行的故障；

具有良好的快速回應和大倍率充放電能力，一般要求5-10倍的充放電能力； 較高的充放電轉換效率；

易於安裝和維護；

具有較好的環境適應性，較寬的工作溫度範圍；

符合環境保護的要求，在電池生產、使用、回收過程中不產生對環境的破壞和污染；

(2) 主要電池類型比較

閥控式鉛酸蓄電池

閥控式鉛酸蓄電池已有100多年的使用歷史，非常成熟。以其材料普遍、價格低廉、性能穩定、安全可靠而得到非常廣泛的應用，在已有的儲能電站中，鉛酸電池依舊被採用。但鉛酸電池也有致命的缺點，主要就是迴圈壽命很低，在