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。