前 言

小固今天給大家分享一個多能互補的微電網應用案例以及光伏、儲能、柴油發電機在其中以一個怎樣的模式進行聯合供電。

一、總體工程

本工程安裝光伏容量4.32MWp，共計使用12000塊360Wp高效單晶組件，75臺40kW/60kW光伏并網逆變器。本工程安裝儲能容量為2MW/4MWh，在共建設4套500kW/1000kWh磷酸鐵鋰儲能電站分布在#1、#2配電房外預留空地，在正常并網運行狀態下，通過儲能提高光伏自用比例，提高能源利用率與經濟性。本工程搭建一套能源管控系統，能夠將廠區配電負荷、光伏、儲能、柴油發電機納入管控范圍，保障重要負荷的不間斷供電。

經計算，本光伏電站建成后，首年發電量為596.16萬kWh（首年利用小時數1380），25年累計發電量為13346.53萬kWh，年均發電量533.86萬kWh，年均利用小時數為1236h。

二、光伏部分

光伏區總裝機容量4.32MW，安裝高效單晶360Wp組件12000塊。分散在建筑屋頂和一體化光伏車棚上。場區內可安裝光伏組件的建筑呈分散化，單個屋面裝機容量偏小，為減小電纜敷設、降低損耗，同時實現屋面光伏裝機容量的匹配，采用了固德威GW40KS-MT/GW60KS-MT的逆變器。屋頂的光伏組件采用傾角為10°的固定支架安裝方式。

為提高廠區后續電動汽車充電的便利性，建設一套光儲充一體化車棚，車棚采用雙玻組件36kWp、儲能電池86kWh和電動汽車充電樁6個，充電樁為更高效的直流充電。整個屋面由4個子陣組成，每個光伏方陣由光伏組串、逆變設備、交流匯流設備、及升壓箱變構成，整個項目采用自發自用、余電不上網方式，采用10kV電壓等級并網接入，利于能源管控平臺的統一管理，實時調節光伏總出力，逆變器之間采用PLC通訊方式。

電氣一次圖

三、負荷部分

根據廠用負荷的性質（一般按照其對人身安全和設備運行的重要性）可分為0類負荷和非0類負荷。

0類負荷：停運后會影響重大設備運行或對直接影響人身安全，市電丟失，由光伏、儲能、柴油發電機連續供電的負荷。

非0類負荷的分類按其在廠區日常生活的重要性不同，分為：

1類負荷：在柴油耗盡、陰天等極端天氣下，可允許短時停電的重要負荷。

2類負荷：允許短時停電，但不能長時間停電的非重要負荷，如照明、空調等。

…（可自定義）

統計各配電間的負荷分類情況如下：

配電間負荷分類表

統計可得，整個廠區0類負荷約300kW，I類負荷約1200kW，2類負荷約2500kW，整個廠區負荷合計約4000kW。

四、儲能部分

儲能配置容量為4MWh，為提高核心負荷供電可靠性，建議保障0類負荷13小時以上不間斷供電（考慮到柴油耗盡的極端場景），滿足夜間使用需求來進行儲能配置。根據GB/T 36547-2018《電化學儲能系統接入電網技術規定》,參照下表。

電化學儲能系統接入電網電壓推薦等級表

考慮到配電間隔無10kV接入條件，故采用單點接入的儲能功率為1000kW，以380V電壓等級接入。故1#配電間接入2套500kW/1000kWh儲能系統，2#配電間接入2套500kW/1000kWh儲能系統，合計2MW/4MWh。

Pic儲能電氣一次圖

集裝箱式儲能系統由集裝箱箱體（含配電）、PCS，監控系統，自動消防、系統，視頻監控系統，溫控系統，電池儲能系統（含多級主控，主控柜，機架，電池組，主控供電UPS及其備份電池）組成，集裝箱體使用空調制冷采暖模式，安裝在配電房室外預留空地。

五、能源管理平臺

同步建立1套能源管控系統，實現對廠區負荷、光伏系統、儲能系統、柴油發電機的實時管控，保障重要負荷的不間斷運行。建議在能源管控系統的基礎上，擴展水、冷、電監控子系統，實現對整個廠區水管、中央空調與饋電負荷的實時監控，提高廠區用能效率和用能安全。

六、運行策略

微網并網運行狀態

（1）計劃曲線控制模式

系統根據負荷預測及光伏出力預測出力曲線，制定合理的總輸出功率目標曲線，通過控制柴油發電機及儲能系統充放電狀態的切換、充放電功率的調整，使得“光伏，柴發及儲能”的總輸出負荷計劃安排。在計劃曲線模式下，削峰填谷能與負荷預測功能進行協作。當負荷預測功能運行異常時，需退出本模式。

微電網并網運行模式（晴天）

白天，光伏出力可實現廠區負荷自給自足，夜晚儲能以200kW的功率放電，減少電網出力。

（2）削峰填谷運行模式

削峰填谷是電池儲能系統最為基礎的控制功能。通過控制儲能或用電負荷合理地、有計劃地安排和組織各類負荷的用電時間以及儲能的充放電時間。

微網離網運行策略

（3）獨立模式下的能量管理策略表

這種模式下儲能容量一旦低于設定容量值，儲能即進入緊急充電狀態且退出P/Q控制模式不再放電，滿充后進入浮充后待命狀態，儲能進入V/F模式，僅微弱出力平衡微電網電壓、頻率波動，電能量的平衡由柴發完成。可以看出，這種狀態儲能僅作為應急電源使用，日常儲能僅用作平抑負荷與光伏波動，這種情況相對來說不是很經濟，那么大家可以思考，從經濟性角度考慮，微網離網模式下有沒有其他的運行模式呢？

七、項目評價

微電網是一個可以實現自我控制、保護和管理的系統，它既能和大電網一起對區域內負荷進行供電，在大電網發生故障時，可將就地分散的能源轉換成電能，獨立對區域內負荷供電。通過光伏、儲能、柴油發電機等多能互補的微電網進行聯合供電，可以增加用能類型、改善用能結構、提高能源系統的保障能力，具備積極的推廣意義。

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