光伏与储能 - 360文档中心

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相关参数：

总装机容量：1MW

电池板类型：单晶硅

电池板阵列安装方式：固定倾斜角安装

估算占地面积（建筑屋顶或地面）：12000平方米

变流器及电池板阵列组合单元容量：100kW/250kW/500kW，可选

并网规范：380V对称三相并网运行，升压至10kV/20kV

变流器设备占地面积、空间高度、重量概算：20平方米、3米、12吨

课题主要研究内容及预期达到的目标：

研究目标：设计并实现以多种可再生能源为主要输入能源的互补优化多能源发电系统中以太阳能为主要能量来源的发电系统，该系统以能量存储环节为辅助，采用新型变流技术实现额定功率范围内的稳定电压、频率和波形输出、电源并网、本地负荷分配、运行管理以及与电网的连接运行。该系统可以并网运行，也可以适应作为孤立用电点的独立发电和电能供给。考虑建立额定总容量为1000kW左右示范系统，具备容量扩展性。在光伏发电间歇或未满功率运行期间，通过系统级调控指令利用其低利用率的变流器（逆变器）产生本地电网所需无功电流或谐波电流，作为并联补偿使用，在特殊情况下可以进行有功出力调整，必要时可以丢弃光伏能量不予满发。该系统在可再生能源的利用率、系统变换效率、设备利用率、供电质量、可靠性以及投资规模等方面都应比传统单一新能源系统

有较大提升。

研究内容：

●以光伏为电力生产能源，配合风电、洋流发电等多可再生能源，建立具有

能量储存调控的多个可再生能源系统的示范装置。研究选址现场常年日照条件、数据，建立实验系统；

●针对各能源不同装机容量与资源分布分布，设定其控制策略、互补工作算

法；

●光伏逆变器并网电源在分布式发电本地电网中的并联补偿功能研究，配合

系统调度指令，在很大程度上降低分布式发电的造价并提高其可靠性；

●一般光伏并网变流器出力控制与接口改造；

●光伏器件最大功率点跟踪控制：在有功无功出力均可调度背景下，研究传

统方法响应速度更快精度更高，可适用不同型号发电器件的最大功率点跟踪控制方法；

●并网逆变器运行控制，能够快速适应外部环境变化的逆变器控制策略；

●孤岛效应检测：将其从并网运行控制策略单独分出，研究目标是在局部电

网含有多个分布式并网发电系统时仍能可靠检测出电网故障的主动式孤岛效应检测方法；

2.储能方案：

技术路线与可行性分析：

新能源利用显著受到自然条件影响和限制，其中包括天气、季节、时间、地域、地形地貌等等。主流可再生能源与传统化石燃料能源相比，不能够稳定持续提供能源，实际电网并非容量无限大阻抗无限小的理想能量以及无功吞吐来源，大量中小容量电源的功率等级分散，等效阻抗较大，输出功率波动剧烈，对电网而言是一种冲击电源，其装机容量越大，其所在电网所需热备用容量就越大。在完全孤立运行情况下，各电源缺乏外电网提供的稳定电压作为“支撑”背景，更需要强有力的协调控制。电能存储环节在可再生能源发电发电功率大于负载需要时存储电能，在它们不能够满足负载需要时提供电能进行补足，以最大效率收集利用可再生能源，如化学蓄电池、超级电容、飞轮动能蓄能系统、超导储能系统等。这对于可再生能源分布式独立发电系统来说是必需的，是建立稳定本地供电

的基础，对有公用电网可接入的系统，以上措施通常也是必要的，亦即所谓可调度手段，可以最大限度利用新能源，降低对电网冲击和依赖。

上述多种多样的储能原理中，对应本示范项目容量等级，按比功率、比容量、循环寿命、环保要求以及投资规模等多方面因素考察，常规化学储能形式具有比较优势，与此同时对其弱项——工作寿命必须加以考虑。本示范工程拟采用锂离子电池结合超级电容作为混合储能环节，匹配适当容量功率双向流逆变器，在系统总控下进行储能充放电，以对不稳定新能源发电的随机出力波动进行削峰填谷，极大平缓总发电出力输出变化率，改善并网电力质量，直至获得相当的新能源发电可调度性能。采用两种性质的介质混合储能是基于其不同特性考虑的，锂离子电池的比容量较大，比功率参数也较好，但循环寿命有限，而超级电容比容量小，但比功率极大，循环寿命很长，可以按不同的储能补偿速度要求，缓慢大幅度波动的补偿输出依赖锂电池环节，快速小幅值波动的补偿依靠超级电容环节，以期明显降低锂电池投入容量，延长其使用寿命，从而降低投资，增强储能补偿环节的实用价值。

国外已有较多储能环节用于电力系统或新能源发电的实例，并有相当数量的工程化案例。所采用的储能环节有传统铅酸蓄电池、镍氢电池、压缩空气储能、超级电容储能等。日本已有用于风力发电不稳定处理平滑补偿用的蓄电池+超级电容方案并投入实际示范运行。该工作在国内具有开创性意义，技术与实用价值重大，技术上有据可循，完全可行。