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淺析光儲一體化的屋頂光伏電站設計

發(fā)布時間: 2025-03-26  點擊次數(shù): 507次

摘要:從系統(tǒng)結構的組成以及項目需要解決的關鍵技術出發(fā),設計基于光儲一體化的屋頂分布式光伏電站方案機構,通過實際組裝運行案例驗證了該方案的可行性,為基于光儲一體化的屋頂光伏發(fā)電找到了一條切實可行的解決方案結構。

關鍵詞:屋頂;分布式光伏電站無障礙;光儲一體化;運行效果

0.引言

近年來宣講活動,光伏發(fā)電技術取得顯著的發(fā)展高產,成本逐漸降低,應用領域不斷拓展互動互補。屋頂分布式光伏電站核心技術體系,憑借優(yōu)勢,成為了光伏發(fā)電的重要應用形式力度。然而高效流通,光伏發(fā)電存在一定的不穩(wěn)定性,如光照強度和天氣條件的影響,使得光伏發(fā)電量波動較大有力扭轉。為解決這一問題,光儲一體化技術應運而生深入。光儲一體化技術通過將光伏發(fā)電與儲能系統(tǒng)相結合形式,實現(xiàn)了光伏發(fā)電量的平滑輸出,提高了系統(tǒng)穩(wěn)定性和可靠性一站式服務,拓寬了光伏發(fā)電的應用領域功能。

  1. 基于光儲一體化的屋頂分布式光伏電站系統(tǒng)結構

1.1系統(tǒng)總體框架

基于光儲一體化的屋頂分布式光伏電站的系統(tǒng)總體框架,包括光伏陣列與逆變器支撐作用、儲能系統(tǒng)積極性、電力調(diào)度與能量管理系統(tǒng)。光伏陣列將太陽能轉化為直流電能解決;逆變器將直流電能轉換為交流電能性能,供電網(wǎng)或負載使用;儲能系統(tǒng)負責在光伏發(fā)電不足以滿足負載需求時向負載供電不斷豐富,以及在光伏發(fā)電過剩時儲存電能方案;電力調(diào)度與能量管理系統(tǒng)根據(jù)負載需求和光伏發(fā)電情況,實現(xiàn)對光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)的協(xié)調(diào)控制同時。通過以上各部分的緊密協(xié)作實施體系,基于光儲一體化的屋頂分布式光伏電站系統(tǒng)能夠實現(xiàn)對太陽能的*效利用,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性集成技術。

1.2光伏陣列與逆變器

光伏陣列是基于光儲一體化的屋頂分布式光伏電站系統(tǒng)的核心部分新創新即將到來,主要負責將太陽能轉化為直流電能。光伏陣列的選型和設計應考慮光伏組件的性能創新的技術、成本和可靠性等等設計能力,要根據(jù)不同的應用需求來選取合適的光伏陣列。同時有序推進,為實現(xiàn)*大功率跟蹤和提高系統(tǒng)效率適應性,逆變器的選型和控制策略也至關重要顯著。

1.3儲能系統(tǒng)

儲能系統(tǒng)可以根據(jù)不同的應用場景和需求選擇不同類型的儲能技術,如鋰離子電池更優美、釩液流電池等需求。儲能系統(tǒng)的容量設計需要充分考慮光伏發(fā)電量的波動性、負載需求以及系統(tǒng)成本等因素機構。此外非常激烈,儲能系統(tǒng)的控制策略也是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)不同的應用場景要選擇合適自己的儲能系統(tǒng)更適合,以下是常見的儲能類型的對比(見表1)技術交流。

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1.4電力調(diào)度與能量管理系統(tǒng)

電力調(diào)度與能量管理系統(tǒng)負責對光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)進行協(xié)調(diào)控制,實現(xiàn)光伏發(fā)電量的平滑輸出引人註目,提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性關註。電力調(diào)度與能量管理系統(tǒng)需要實時監(jiān)測光伏發(fā)電量、儲能系統(tǒng)狀態(tài)和負載需求拓展,制定合理的調(diào)度策略提供堅實支撐。典型的調(diào)度策略包括峰谷平滑、優(yōu)先滿足負載需求、充放電策略優(yōu)化等創造更多。為提高系統(tǒng)的智能化程度,可以結合人工智能好宣講、大數(shù)據(jù)分析等技術進行電力調(diào)度與能量管理開展。

2.關鍵技術

基于光儲一體化的屋頂分布式光伏電站系統(tǒng)中的關鍵技術,包括*效光伏組件選型與設計前來體驗、逆變器技術、儲能系統(tǒng)技術和電力調(diào)度與能量管理策略實現了超越,以及屋頂結構優(yōu)化與安全性設計發揮重要帶動作用。

2.1光伏組件選型與設計

光伏組件的性能直接影響整個系統(tǒng)的發(fā)電效率。在選擇光伏組件時確定性,應充分考慮組件的性能參數(shù)明確了方向、成本、可靠性和壽命等因素意料之外。當前市場上常見的光伏組件類型包括晶硅太陽能電池組件必然趨勢、薄膜太陽能電池組件等。此外橋梁作用,根據(jù)屋頂?shù)木唧w條件和需求文化價值,可以設計合理的光伏陣列布局,使系統(tǒng)在不同光照條件下實現(xiàn)*大發(fā)電量講故事。

2.2逆變器技術

逆變器是光伏發(fā)電系統(tǒng)中的關鍵設備單產提升,負責將光伏陣列產(chǎn)生的直流電能轉換為交流電能求索。逆變器的性能和控制策略對整個系統(tǒng)的效率和穩(wěn)定性具有重要影響。目前日漸深入,市場上主要有集中式逆變器奮勇向前、組串式逆變器和微逆變器等不同類型。在選擇逆變器時預期,應根據(jù)系統(tǒng)規(guī)模經驗、組件特性、安裝條件等因素綜合考慮加強宣傳。同時敢於監督,逆變器的*大功率點追蹤(MPPT)算法和保護功能也對系統(tǒng)性能產(chǎn)生重要影響。

2.3儲能系統(tǒng)技術

儲能系統(tǒng)是光儲一體化屋頂分布式光伏電站中的關鍵部分豐富內涵,其性能和設計直接影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性數據。

2.3.1儲能類型選擇

根據(jù)不同的應用場景和需求,可選擇不同類型的儲能技術就能壓製,如鋰離子電池邁出了重要的一步、釩液流電池、*級電容器等發揮。在選擇儲能類型時品牌,應考慮儲能設備的性能、成本設施、壽命節點、安全性等因素。

2.3.2儲能容量設計

儲能容量的設計需要充分考慮光伏發(fā)電量的波動性要求、負載需求以及系統(tǒng)成本等因素。合理的儲能容量設計可確保系統(tǒng)在不同光照和負載條件下的穩(wěn)定運行,同時避免過度投資開放以來。通常采用能量平衡分析等形式、概率統(tǒng)計分析等方法進行儲能容量的計算和優(yōu)化。

2.3.3儲能系統(tǒng)控制策略

儲能系統(tǒng)的控制策略對于保證系統(tǒng)穩(wěn)定運行和提高發(fā)電效率具有重要作用組合運用。常見的控制策略包括充放電策略優(yōu)化的特點、狀態(tài)估計、故障診斷和保護等研究與應用。同時適應性,可以結合人工智能、大數(shù)據(jù)分析等先進技術有效保障,實現(xiàn)更智能的儲能系統(tǒng)控制激發創作。

2.4電力調(diào)度與能量管理策略

電力調(diào)度與能量管理策略對于實現(xiàn)光伏發(fā)電與儲能系統(tǒng)的協(xié)同運行具有關鍵作用。典型的調(diào)度策略包括峰谷平滑、優(yōu)先滿足負載需求深度、充放電策略優(yōu)化等助力各行。電力調(diào)度與能量管理策略應根據(jù)實際負載需求、光伏發(fā)電情況和儲能系統(tǒng)狀態(tài)進行動態(tài)調(diào)整帶來全新智能,以實現(xiàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行和*效發(fā)電互動互補。

2.5屋頂結構優(yōu)化與安全性設計

屋頂結構優(yōu)化與安全性設計對確保屋頂分布式光伏電站的穩(wěn)定運行和延長系統(tǒng)壽命至關重要。在設計過程中自主研發,應充分考慮屋頂承重能力力度、結構形式、安裝方式意向、防雷持續發展、防火、防風等因素系統性。此外合作,還需對光伏組件、逆變器損耗、儲能系統(tǒng)等設備進行合理布局勇探新路,以便于系統(tǒng)的安裝、維護和故障排除形式。在安全性設計方面擴大,應遵循國家和地區(qū)的標準和規(guī)范,確保系統(tǒng)在各種環(huán)境條件下的安全運行傳遞。

3.實現(xiàn)案例

根據(jù)以上的設計理念及關鍵技術在某大型商業(yè)綜合體進行了實際應用讓人糾結。該綜合體屋頂面積約為5000m2。為提高能源利用效率并降低電力成本發揮效力,在屋頂安裝光儲一體化分布式光伏電站全面革新。該項目的設計目標是滿足商業(yè)綜合體約60%的日常用電需求。

3.1設計方案與實施

根據(jù)屋頂面積和業(yè)主需求穩定發展,選取相應的硬件空間廣闊。光伏組件:選用LONGiSolarLR6-72HPH450W單晶硅組件,共計560片效果,總裝機容量為252kWp。逆變器:選用SungrowSG110CX三相組串式逆變器營造一處,共計2臺生產效率,總容量為220kW。儲能系統(tǒng):選用CATLLFP鋰離子電池設計能力,儲能容量為300kW·h更合理。在實施過程中,光伏組件按照南傾角20°布置在屋頂適應性,使發(fā)電量*大化顯著。同時深入開展,逆變器和儲能系統(tǒng)安裝在屋頂附近的機房內(nèi),以減小線路損耗需求。

3.2性能評估與優(yōu)化

經(jīng)過一年的運行,該光伏電站的發(fā)電量達到了約305MW·h,滿足了預期目標各方面。儲能系統(tǒng)在日間將光伏發(fā)電的剩余電量儲存起來堅定不移,夜間釋放,使商業(yè)綜合體在用電高峰期能夠實現(xiàn)峰谷平滑占。以下是電站運行后的主變負荷變化(見表2)技術的開發。通過對系統(tǒng)性能的監(jiān)控和分析,發(fā)現(xiàn)光伏組件的發(fā)電效率有待進一步提高更讓我明白了,因此增加了清洗頻率健康發展,以確保光伏組件的長期穩(wěn)定運行。

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3.3經(jīng)濟效益分析

該項目的總投資約為150萬元人民幣飛躍。經(jīng)過一年的運行堅實基礎,節(jié)省了約18萬元的電費支出。同時最為突出,根據(jù)當?shù)卣难a貼政策逐步改善,項目每年還可獲得約7萬元的補貼收入。綜合考慮,該項目的投資回收期約為6年落實落細,具有較好的經(jīng)濟效益。

3.4項目分析

該案例根據(jù)商業(yè)綜合體的實際用電需求組成部分,合理配置了光伏組件深入闡釋、逆變器和儲能系統(tǒng),使得整個系統(tǒng)能夠滿足約60%的日常用電需求高效化,降低了對外部電網(wǎng)的依賴大大提高。選用的LONGiSolarLR6-72HPH450W單晶硅組件,具有較高的轉換效率(20.6%)去完善,確保了光伏發(fā)電系統(tǒng)的高性能和穩(wěn)定性意料之外。此外,采用了SungrowSG110CX三相組串式逆變器設備,具有較高的*大效率橋梁作用,能夠適應不同光照條件下的運行,提高了整個系統(tǒng)的能量輸出促進善治。同時講故事,采用了CATLLFP鋰離子電池作為儲能系統(tǒng),具有較高的能量密度、長壽命和安全性置之不顧,能夠實現(xiàn)光伏發(fā)電量的有效儲存和利用多樣性。通過電力調(diào)度與能量管理系統(tǒng),實現(xiàn)了日間光伏發(fā)電量的儲存和夜間釋放試驗,降低了用電高峰期的電力負荷規模,提高了整個系統(tǒng)的穩(wěn)定性。后期還進行了優(yōu)化進行探討,發(fā)現(xiàn)并解決了光伏組件發(fā)電效率的問題緊密協作,增加了清洗頻率,確保了光伏組件的長期穩(wěn)定運行管理。

4.安科瑞Acrel-2000MG微電網(wǎng)能量管理系統(tǒng)

4.1概述

Acrel-2000MG儲能能量管理系統(tǒng)是安科瑞專門針對工商業(yè)儲能電站研制的本地化能量管理系統(tǒng),可實現(xiàn)了儲能電站的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理切實把製度、數(shù)據(jù)存儲優化上下、數(shù)據(jù)查詢與分析、可視化監(jiān)控最新、報警管理發揮重要作用、統(tǒng)計報表、策略管理模樣、歷史曲線等功能取得顯著成效。其中策略管理,支持多種控制策略選擇數據顯示,包含計劃曲線責任、削峰填谷、需量控制實現、防逆流等持續向好。該系統(tǒng)不僅可以實現(xiàn)下級各儲能單元的統(tǒng)一監(jiān)控和管理,還可以實現(xiàn)與上級調(diào)度系統(tǒng)和云平臺的數(shù)據(jù)通訊與交互防控,既能接受上級調(diào)度指令組合運用,又可以滿足遠程監(jiān)控與運維,確保儲能系統(tǒng)安全高質量、穩(wěn)定研究與應用、可靠、經(jīng)濟運行迎難而上。

4.2應用場景

適用于工商業(yè)儲能電站有效保障、新能源配儲電站。

4.3系統(tǒng)結構

4.4系統(tǒng)功能

(1)實時監(jiān)管

對微電網(wǎng)的運行進行實時監(jiān)管服務品質,包含市電、光伏、風電過程、儲能的發生、充電樁及用電負荷,同時也包括收益數(shù)據(jù)進一步完善、天氣狀況相結合、節(jié)能減排等信息。

(2)智能監(jiān)控

對系統(tǒng)環(huán)境影響、光伏組件相關性、光伏逆變器、風電控制逆變一體機製高點項目、儲能電池的必然要求、儲能變流器、用電設備等進行實時監(jiān)測物聯與互聯,掌握微電網(wǎng)系統(tǒng)的運行狀況狀況。

(3)功率預測

對分布式發(fā)電系統(tǒng)進行短期、超短期發(fā)電功率預測取得了一定進展,并展示合格率及誤差分析業務。

(4)電能質量

實現(xiàn)整個微電網(wǎng)系統(tǒng)范圍內(nèi)的電能質量和電能可靠性狀況進行持續(xù)性的監(jiān)測。如電壓諧波有所增加、電壓閃變完善好、電壓不平衡等穩(wěn)態(tài)數(shù)據(jù)和電壓暫升/暫降、電壓中斷暫態(tài)數(shù)據(jù)進行監(jiān)測分析及錄波展示供給,并對電壓不斷完善、電流瞬變進行監(jiān)測。

(5)可視化運行

實現(xiàn)微電網(wǎng)無人值守自動化方案,實現(xiàn)數(shù)字化行動力、智能化、便捷化管理;對重要負荷與設備進行不間斷監(jiān)控空間廣闊。

  (6)優(yōu)化控制

通過分析歷史用電數(shù)據(jù)落到實處、天氣條件對負荷進行功率預測,并結合分布式電源出力與儲能狀態(tài),實現(xiàn)經(jīng)濟優(yōu)化調(diào)度營造一處,以降低尖峰或者高峰時刻的用電量,降低企業(yè)綜合用電成本線上線下。

(7)收益分析

用戶可以查看光伏保供、儲能、充電樁三部分的每天電量和收益數(shù)據(jù)知識和技能,同時可以切換年報查看每個月的電量和收益技術創新。

(8)能源分析

通過分析光伏醒悟、風電、儲能設備的發(fā)電效率生產體系、轉化效率新模式,用于評估設備性能與狀態(tài)。

(9)策略配置

微電網(wǎng)配置主要對微電網(wǎng)系統(tǒng)組成高質量、基礎參數(shù)應用情況、運行策略及統(tǒng)計值進行設置。其中策略包含計劃曲線、削峰填谷也逐步提升、需量控制、新能源消納能力和水平、逆功率控制等組織了。

5.硬件及其配套產(chǎn)品

序號

設備

型號

圖片

說明

1

能量管理系統(tǒng)

Acrel-2000MG

內(nèi)部設備的數(shù)據(jù)采集與監(jiān)控,由通信管理機智能設備、工業(yè)平板電腦解決問題、串口服務器、遙信模塊及相關通信輔件組成不要畏懼。

數(shù)據(jù)采集導向作用、上傳及轉發(fā)至服務器及協(xié)同控制裝置

策略控制:計劃曲線、需量控制特點、削峰填谷、備用電源等

2

顯示器

25.1英寸液晶顯示器

系統(tǒng)軟件顯示載體

3

UPS電源

UPS2000-A-2-KTTS

為監(jiān)控主機提供后備電源

4

打印機

HP108AA4

用以打印操作記錄,參數(shù)修改記錄意見征詢、參數(shù)越限組成部分、復限,系統(tǒng)事故集聚,設備故障高效化,保護運行等記錄,以召喚打印為主要方式

5

音箱

R19U

播放報警事件信息

6

工業(yè)網(wǎng)絡交換機

D-LINKDES-1016A16

提供16口百兆工業(yè)網(wǎng)絡交換機解決了通信實時性新的動力、網(wǎng)絡安全性完成的事情、本質安全與安全防爆技術等技術問題

7

GPS時鐘

ATS1200GB

利用gps同步衛(wèi)星信號,接收1pps和串口時間信息為產業發展,將本地的時鐘和gps衛(wèi)星上面的時間進行同步

8

交流計量電表

AMC96L-E4/KC

電力參數(shù)測量(如單相或者三相的電流研究成果、電壓、有功功率穩定、無功功率機製性梗阻、視在功率,頻率、功率因數(shù)等)廣泛關註、復費率電能計量改造層面、

四象限電能計量機製、諧波分析以及電能監(jiān)測和考核管理。多種外圍接口功能:帶有RS485/MODBUS-RTU協(xié)議:帶開關量輸入和繼電器輸出可實現(xiàn)斷路器開關的"遜信“和“遙控"的功能

9

直流計量電表

PZ96L-DE

可測量直流系統(tǒng)中的電壓大面積、電流流動性、功率、正向與反向電能生產效率。可帶RS485通訊接口部署安排、模擬量數(shù)據(jù)轉換競爭激烈、開關量輸入/輸出等功能

10

電能質量監(jiān)測

APView500

實時監(jiān)測電壓偏差、頻率俯差效果、三相電壓不平衡學習、電壓波動和閃變、諾波等電能質量改善,記錄各類電能質量事件,定位擾動源。

11

防孤島裝置

AM5SE-IS

防孤島保護裝置,當外部電網(wǎng)停電后斷開和電網(wǎng)連接

12

箱變測控裝置

AM6-PWC

置針對光伏發揮重要作用、風能自行開發、儲能升壓變不同要求研發(fā)的集保護,測控取得顯著成效,通訊一體化裝置處理方法,具備保護、通信管理機功能責任、環(huán)網(wǎng)交換機功能的測控裝置

13

通信管理機

ANet-2E851

能夠根據(jù)不同的采集規(guī)的進行水表服務、氣表、電表持續向好、微機保護等設備終端的數(shù)據(jù)果集匯總:

提供規(guī)約轉換舉行、透明轉發(fā)、數(shù)據(jù)加密壓縮不容忽視、數(shù)據(jù)轉換習慣、邊緣計算等多項功能:實時多任務并行處理數(shù)據(jù)采集和數(shù)據(jù)轉發(fā),可多鏈路上送平臺據(jù):

14

串口服務器

Aport

功能:轉換“輔助系統(tǒng)"的狀態(tài)數(shù)據(jù)深入各系統,反饋到能量管理系統(tǒng)中大型。

1)空調(diào)的開關,調(diào)溫進一步推進,及斷電(二次開關實現(xiàn))

2)上傳配電柜各個空開信號

3)上傳UPS內(nèi)部電量信息等

4)接入電表不可缺少、BSMU等設備

15

遙信模塊

ARTU-K16

1)反饋各個設備狀態(tài),將相關數(shù)據(jù)到串口服務器:讀消防VO信號明確相關要求,并轉發(fā)給到上層(關機服務為一體、事件上報等)

2)采集水浸傳感器信息方案,并轉發(fā)

3)給到上層(水浸信號事件上報)

4)讀取門禁程傳感器信息,并轉發(fā)




































































6.結論

光儲一體化屋頂分布式光伏電站將光伏發(fā)電和儲能系統(tǒng)相結合相互配合,具有顯著的能源優(yōu)化和經(jīng)濟效益統籌發展。系統(tǒng)結構包括光伏陣列、逆變器積極回應、儲能系統(tǒng)和電力調(diào)度與能量管理系統(tǒng)慢體驗。關鍵技術涉及光伏組件選型與設計、逆變器技術全會精神、儲能系統(tǒng)技術以及電力調(diào)度與能量管理策略左右。通過實際應用案例分析,可以發(fā)現(xiàn)光儲一體化屋頂分布式光伏電站在建筑物上具有廣泛的應用前景智能化。隨著光伏和儲能技術的進一步發(fā)展以及政策支持物聯與互聯,光儲一體化屋頂分布式光伏電站的技術優(yōu)勢和經(jīng)濟效益將更加明顯。未來範圍和領域,光儲一體化屋頂分布式光伏電站將為更多建筑物提供清潔取得了一定進展、可持續(xù)的能源解決方案,為應對能源危機和應對氣候變化做出積極貢獻。

參考文獻

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