優秀案例分享 | 工商業儲能系統設計

“碳達峰、碳中和” 及“構建以新能源為主的電力系統”目標下，風電、光電等新能源在快速發展，但新能源發電的主要瓶頸在于間歇性、隨機性、波動性，解決此類問題，需要儲能系統提供靈活性調節和關鍵性支撐。

晴天光伏發電曲線圖

陰天光伏發電曲線圖

某電站10月份發電統計圖

儲能可應用于發/輸/配/用各個環節，發揮多重作用。

此次我們討論的主題是基于儲積電系列工商業儲能逆變器的用戶側儲能設計。

不同于大規模儲能調峰調頻電站，工商業儲能系統的主要目的是利用電網峰谷差價來實現投資回報，主要負荷是滿足工商業自身內部的電力需求，實現光伏發電最大化自發自用，或者通過峰谷價差套利。系統主要由光伏組件、光儲一體機、電池組、負載等構成。光伏組件方陣在有光照的情況下將太陽能轉換為電能，通過光儲一體機給負載供電，也可同時給電池組充電；在無光照時，由電池組通過一體機給負載供電。主要應用場景為寫字樓、商場、工商業園區、海島微網、村莊、大型戶用。

01 光儲一體機

其作用是對太陽能電池組件所發的電能進行調節和控制，變成正弦波交流電。

02 電池組

其主要任務是儲能，保障能量平衡以及供能穩定性，在夜間或陰雨天保證負載用電需求。

03 交流配電柜

主要起交流輸出側關斷以及保護的作用。

04 智慧能源管理器SEM

與光儲一體機、智能電表、電池實現通訊互連，具備干接點可外控油機，可以接入客戶急停，消防，安防等系統，實現復雜的系統聯動需求。

05 光伏組件

太陽能供電系統中的主要部分，其作用是將太陽的輻射能量轉換為直流電能。

WIT工商業光儲應用場景解決方案系統圖

WIT離島微網應用場景解決方案系統圖

工商業儲能系統設計原則

01、負載類型和功率決定光儲一體機的選型

負載一般分為感性負載和阻性負載，中央空調、壓縮機、吊機等帶有電動機的負載是感性負載，電動機啟動功率是額定功率的3-5倍，設計初期在靠設備離網運行時，一般要把這些負載的啟動功率考慮進去，逆變器的輸出功率要大于負載的功率。對于監控站，通信站等要求嚴格的場合，輸出功率是按所有的負載功率之和。但在本儲能系統中，WIT系列（目前有50K/63K/75K/100K，4個功率段）強大的帶載能力，支持電機類負載和100%三相不平衡負載，可長期過載110%。

02、單日用電量確認組件功率

組件的設計原則是要滿足平均天氣條件下負載每日用電量的需求，也就是說太陽能電池組件的全年發電量要等于負載全年用電量。因為天氣條件有低于和高于平均值的情況，太陽能電池組件設計的基本滿足光照最差季節的需要，就是在光照最差的季節蓄電池也能夠基本上天天充滿電。組件的發電量并不能完全轉化為用電，還要考慮控制器的效率和機器的損耗以及電池組的損耗，電池組在充放電過程中，也會有10-15%的損耗。儲能系統可用的電量=組件總功率*太陽能發電平均時數*控制器效率*電池組效率。

03、蓄電池設計容量

電池組的任務是在太陽能輻射量不足時，保證系統負載的正常用電。電池組的容量可以根據實際情況來設計。設計時要注意3點：電池組的電壓要達到光儲一體機系統的電壓（WIT系列電池工作電壓范圍是600-1000V (3P3W條件下) / 680-1000V (3P4W條件下））；電池組儲存的電量要達到用戶的要求（能量時移、峰谷套利等）；需要離網運行時考慮陰雨天備電情況。

04、EMS方案

和大型儲能系統一樣，工商業儲能系統也包括能源管理系統（EMS）。古瑞瓦特EMS解決方案為SEM（Smart Energy Manager，智慧能源管理器），利用鋰電池作為儲能裝置，通過本地及遠端EMS管理系統，完成電網、電池、一體機、負載三者之間的電能提供和電能需求的平衡與優化，并能使用干接點等方便接入其他類型設備，在峰谷用電、用電安全等方面帶來應用價值，工商業儲能系統的EMS也與大型儲能電站不同，通常不用考慮電網調度的需求，主要是為本地提供電力，只需要具備局域網內能量管理和自動切換即可。

總結

“光伏+儲能”工商業儲能是目前最為可靠、最有潛力的一種應用，也是最有可能被大規模應用的分布式光伏解決方案，在電價較高、峰谷價差較大的場所，合理設計可實現高投資收益。