一文详解分布式光伏并网、离网、并离网和微电网-中国储能网
2024 11/11 14:06:34
来源:慧铭达电子科技有限责任公司

一文详解分布式光伏并网、离网、并离网和微电网

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作者:中国储能网新闻中心

  中国储能网讯:分布式光伏发电系统根据其运行模式分为并网、离网、并离网和微电网四种类型。每种类型的系统都有其特定的应用场景和特点。

  1. 并网光伏发电系统

  1.1 主要特点

  并网运行:系统产生的电能直接并入电网,多余的电能出售给电网公司。

  无需储能:通常不需要配备电池储能系统。

  简单易维护:系统结构相对简单,维护成本低。

  依赖电网:系统运行依赖于电网的稳定性。

 1.2 示例

  项目名称:住宅屋顶光伏并网系统

  装机容量:10kW

  光伏组件:330Wp单晶硅组件,30块

  逆变器:华为 SUN2000-10KTL-M1

  额定功率:10kW

  输入电压范围:200V - 1000V DC

  输出电压:230V AC

  最大效率:98.5%

  MPPT数:2

  最大输入电流:32A

  防护等级:IP65

  工作温度范围:-25°C 至 60°C

  重量:22kg

  2. 离网光伏发电系统

  2.1 主要特点

  独立运行:系统完全独立于电网,适用于偏远地区或电网不稳定的地方。

  配备储能:必须配备电池储能系统,以存储多余的电能。

  能量管理:需要能量管理系统来优化电能的使用和存储。

  复杂度较高:系统结构较为复杂,维护成本较高。

 2.2 示例

  项目名称:农村离网光伏系统

  装机容量:5kW

  光伏组件:200Wp多晶硅组件,25块

  逆变器:阳光电源 SG5000D

  额定功率:5kW

  输入电压范围:100V - 500V DC

  输出电压:230V AC

  最大效率:97%

  电池类型:铅酸电池

  电池容量:20kWh

  最大充放电电流:20A

  防护等级:IP65

  工作温度范围:-20°C 至 50°C

  重量:35kg

  3. 并离网光伏发电系统

  3.1 主要特点

  双模式运行:系统在并网和离网模式之间切换,提高系统的灵活性和可靠性。

  配备储能:需要配备电池储能系统,支持离网模式下的电能供应。

  能量管理:需要先进的能量管理系统,自动切换运行模式。

  复杂度适中:系统结构比离网系统简单,但比并网系统复杂。

  3.2 示例

  项目名称:商业楼宇并离网光伏系统

  装机容量:50kW

  光伏组件:330Wp单晶硅组件,150块

  逆变器:华为 SUN2000-50KTL-M1

  额定功率:50kW

  输入电压范围:200V - 1000V DC

  输出电压:230V / 400V AC

  最大效率:98.5%

  MPPT数:4

  最大输入电流:64A

  防护等级:IP65

  工作温度范围:-25°C 至 60°C

  重量:45kg

  储能系统:50kWh锂离子电池

 4. 微电网光伏发电系统

  4.1 主要特点

  多能互补:结合光伏、风能、柴油发电机等多种能源形式,实现多能互补。

  自主运行:系统可独立运行,也可并入主电网,提高能源利用效率。

  智能管理:需要智能能量管理系统,优化能源的分配和使用。

  复杂度最高:系统结构最为复杂,技术要求高。

  4.2 示例

  项目名称:工业园区微电网系统

  装机容量:100kW光伏 + 50kW风力发电 + 50kW柴油发电机

  光伏组件:330Wp单晶硅组件,300块

  风力发电机:50kW风力发电机,2台

  柴油发电机:50kW柴油发电机,1台

  逆变器:阳光电源 SG100K-DT

  额定功率:100kW

  输入电压范围:200V - 500V DC

  输出电压:230V / 400V AC

  最大效率:98%

  电池类型:锂离子电池

  电池容量:100kWh

  最大充放电电流:40A

  防护等级:IP65

  工作温度范围:-20°C 至 50°C

  重量:70kg

  能量管理系统:具备实时监测、数据分析、自动调度等功能

  综合示例

  为一个商业楼宇设计一个50kW的并离网光伏发电系统:

  光伏组件

  型号:330Wp单晶硅组件

  数量:150块

  总装机容量:50kW

  逆变器

  型号:华为 SUN2000-50KTL-M1

  额定功率:50kW

  输入电压范围:200V - 1000V DC

  输出电压:230V / 400V AC

  最大效率:98.5%

  MPPT数:4

  最大输入电流:64A

  防护等级:IP65

  工作温度范围:-25°C 至 60°C

  重量:45kg

  储能系统

  电池类型:锂离子电池

  电池容量:50kWh

  最大充放电电流:40A

  能量管理系统

  功能:实时监测、数据分析、自动调度

  接口:Modbus、Ethernet

分布式光伏发电系统如何实现并离网切换

  1. 关键技术

  1.1 并离网逆变器

  双模式运行:并离网逆变器能够同时支持并网和离网模式。

  自动切换:内置智能控制系统,能够根据电网状态自动切换运行模式。

  能量管理:具备能量管理功能,优化电能的使用和存储。

  1.2 能量管理系统(EMS)

  实时监测:监测电网状态、光伏系统输出、电池状态等。

  智能调度:根据实时数据和预设策略,自动调度系统运行模式。

  通信接口:支持多种通信协议(如Modbus、Ethernet等),实现系统集成和远程监控。

  1.3 储能系统

  电池管理:确保电池的充放电过程安全、高效。

  能量存储:在并网模式下存储多余电能,在离网模式下提供备用电源。

  2. 实现步骤

  2.1 系统设计

  确定系统规模:根据负载需求和光伏组件数量,确定系统的总装机容量和储能容量。

  选择设备:选择具备并离网切换功能的逆变器、能量管理系统和储能系统。

  2.2 安装和配置

  安装光伏组件:安装光伏组件,确保其朝向和倾斜角度最大化光照利用率。

  安装逆变器:安装并离网逆变器,连接光伏组件和储能系统。

  安装储能系统:安装电池储能系统,连接逆变器和负载。

  配置能量管理系统:安装和配置能量管理系统,设置运行参数和切换逻辑。

  2.3 测试和调试

  并网测试:在电网正常情况下,测试系统的并网运行状态,确保输出电能符合电网标准。

  离网测试:模拟电网故障,测试系统的离网运行状态,确保电池能够提供稳定的电能供应。

  切换测试:测试系统的自动切换功能,确保在电网故障时能够快速切换到离网模式。

 3. 具体示例

  为一个商业楼宇设计一个50kW的并离网光伏发电系统:

  光伏组件

  型号:330Wp单晶硅组件

  数量:150块

  总装机容量:50kW

  逆变器

  型号:华为 SUN2000-50KTL-M1

  额定功率:50kW

  输入电压范围:200V - 1000V DC

  输出电压:230V / 400V AC

  最大效率:98.5%

  MPPT数:4

  最大输入电流:64A

  防护等级:IP65

  工作温度范围:-25°C 至 60°C

  重量:45kg

  并离网切换功能:支持并网和离网模式,具备自动切换功能

  储能系统

  电池类型:锂离子电池

  电池容量:50kWh

  最大充放电电流:40A

  能量管理系统

  型号:华为 FusionSolar EMS

  功能:实时监测、数据分析、自动调度

  通信接口:Modbus、Ethernet

  切换逻辑:当检测到电网故障时,自动切换到离网模式;当电网恢复正常时,自动切换回并网模式

  4. 实现细节

  4.1 并网模式

  运行状态:光伏系统产生的电能优先供给负载,多余电能并入电网。

  能量管理:能量管理系统监测光伏系统输出和负载需求,确保电能的合理分配。

  保护功能:逆变器具备防孤岛保护功能,确保电网安全。

 4.2 离网模式

  运行状态:当电网故障或需要时,逆变器自动切换到离网模式,光伏系统产生的电能和电池储能系统共同供给负载。

  能量管理:能量管理系统优化电池充放电过程,确保电能的高效利用。

  保护功能:逆变器和电池管理系统具备过载、短路、过热等保护功能,确保系统安全。

  4.3 自动切换

  检测机制:能量管理系统实时监测电网状态,当检测到电网故障时,发出切换指令。

  切换过程:逆变器收到切换指令后,迅速切换到离网模式,确保负载不间断供电。

  恢复机制:当电网恢复正常时,能量管理系统发出恢复指令,逆变器自动切换回并网模式。

【责任编辑:孟瑾】