摘 要：隨著光儲柴一體化系統廣泛應用，基于光儲直流耦合的光儲柴一體機正憑借其高度集成、便捷安裝、光伏轉換效率高、精準快速的能源控制能力等優勢，完美滿足市場對可靠性與易用性的雙重需求，已成為眾多新建項目的首選方案。本文立足實際應用，從項目背景、技術路徑與產品配置、多機并聯等多維度展開分析，結合真實案例，為不同場景需求提供定制化光儲柴一體機解決方案，助力用戶高效實現能源轉型。

關鍵詞：光儲柴一體機、直流耦合、并離網切換、能量管理

1、概述

在全球能源結構轉型與電力需求持續增長的背景下，離網及弱電網區域由于地理位置偏遠或電網覆蓋不足，經常出現停電、限電等情況，嚴重影響生活與生產用電的連續性，柴油發電的高成本與污染問題進一步加劇了能源升級的迫切性。光儲柴一體化系統雖逐步展現應用潛力，但仍存在以下幾方面痛點與問題：

（1）清潔能源利用率低：未能充分利用當地豐富的太陽能資源，柴油發電占比過高導致用電成本高企與環境污染。

（2）系統運行靈活性不足：現有系統多難以靈活切換并離網模式，無法適應電網條件變化及多樣用電場景的需求。

（3）能源經濟性較差：柴油發電成本居高不下，缺乏多能源協同互補機制，導致整體供電成本高、效益低。

（4）控制與運維能力薄弱：缺乏對光伏、儲能和柴油發電的實時協調與狀態監測，能源管理粗放，極端情況下備用電源響應不及時。

（5）多機并聯難度大：多機并聯涉及多臺光儲柴一體機協同工作，缺乏高可靠性通信和協同控制策略，存在負載分配不均、環流、SOC不一致等潛在問題。更多資料請聯系安科瑞陳芳芳136/1196/5514

2、項目情況

該光儲柴一體機中光儲為直流耦合型，系統原理圖如圖1所示，光伏通過DC/DC變換器接入到直流母線，儲能通過高壓箱接入直流母線，直流側統一通過PCS接入交流母線。市電和柴發通過ATS接入，進行電網和柴發兩個主電源之間的切換。項目需求通過一套能量管理系統實現光儲柴一體機各系統能量管理與協調控制，同時接入柜體中的消防、水浸、空調等設備，實現動環監控與控制。

項目具體控制要求為在并網下負載用能順序為光伏＞市電＞儲能，儲能主要做離網備電使用，當儲能備電完成后光伏發電通過PCS供給負載使用，同時需要進行防逆流，提高新能源利用率，減少棄光。離網下負載用能順序為光伏＞儲能＞柴發，通過光儲柴協調控制實現供電不間斷，保證供電。

圖1光儲柴一體機系統原理圖

圖2 光儲柴一體機實物圖

3、解決方案

為了實現客戶需求，光儲柴一體機柜內配置Acrel-2000ES儲能能量管理系統，該系統具有完善的光伏、儲能監控與管理功能，涵蓋了儲能系統設備(DC/DC、PCS、BMS、電表、消防、空調等)的詳細信息，實現了數據采集、數據處理、數據存儲、數據查詢與分析、可視化監控、報警管理、統計報表等功能。在高級應用上支持能量調度，具備防逆流、削峰填谷、需量控制、備用電源等控制功能。系統對電池組性能進行實時監測及歷史數據分析、根據分析結果采用智能化的分配策略對電池組進行充放電控制，優化了電池性能，提高電池壽命。同時，采用我司ARTU-100產品進行遙控遙信拓展，采用通訊管理機ANet-2E4SM實現數據上傳云平臺，便于運營商在云平臺進行多站點的管理。

圖3安科瑞光儲柴一體機解決方案

圖4系統組網架構圖

表1產品清單

由于單臺光儲柴一體機輸出功率有限，在高負載應用場景中（工廠、礦區等）需依賴多機并聯以提升系統總容量。為應對多機并聯環境下可能出現的運行風險，能量管理系統持續優化并完善了以下關鍵功能：

（1）SOC主動均衡：在多機并聯及柴發協同運行過程中，通過智能均衡算法動態調節各光儲一體機的充放電狀態，確保所有一體機SOC維持在合理區間，有效避免因SOC差異過大導致的系統整體性能下降和“木桶效應”。

（2）并離網快速切換：結合PCS主從控制特性與順序操作邏輯，優化切換流程，實現快速并離網模式轉換，大幅提升系統供電連續性和可靠性。

（3）故障自主隔離與保護：當系統中某臺設備發生通信中斷或其他異常時，自動觸發保護機制，實現故障單元的快速解列和關機，最大限度降低單點故障對并聯系統的影響，確保整體穩定運行。

（4）靈活選投與檢修支持：用戶可在主界面按需勾選參與并聯運行的柜體數量，支持部分一體機主動退出而不影響系統運行，便于日常檢修、維護和運行策略調整，提升系統可用性與運維便利性。

圖5 多機并聯連接示意圖

圖6 多機并聯調試圖

4、方案效果

緬甸某服裝廠因電網供電穩定性差，經常停電導致公司生產受阻，故安裝三臺光儲柴一體機進行多機并聯，以保證穩定可靠的供電。該項目現場情況如圖7所示，主機界面如圖8所示，通過主機的儲能能量管理系統對所有一體機進行統一的監視和管理，自動完成光儲柴系統控制。

在監測到市電正常時，三臺光儲柴一體機能夠正常完成離網備電并均衡各一體機SOC，保證SOC一致性，儲能SOC始終保持90%以上。在備電完成后，光伏發電通過PCS輸出供給負載使用，同時保證防逆流。在檢測到市電斷電時，系統能通過控制斷路器快速切斷與電網的連接，將PCS轉為離網模式運行，同時根據SOC情況合理控制光伏出力，并在SOC過低時啟動柴發供電，保證供電的連續性和可靠性，提高工廠生產效率，提升經濟效益。

圖7 項目現場圖

圖8 儲能能量管理系統主界面圖

儲能SOC功率變化如圖7所示，在有市電情況下備電時儲能SOC保持在備電SOC以上，在離網時儲能正常進行放電，SOC降低，符合控制預期。

圖9 儲能SOC功率變化曲線圖

5、結語

光儲柴一體機通過配置儲能能量管理系統不僅能夠充分利用當地太陽能資源，實現綠色低碳供電，還可根據電網條件靈活切換并離網運行模式，顯著提升供電可靠性。此外，通過多能源互補與智能調控管理，光儲柴系統在降低用電成本、提升運行經濟性方面也具有顯著優勢。此外，該方案具備良好的擴展性和場景適應性，不僅適用于國內外電網覆蓋不足或供電不穩定的區域，同樣適用于海島、牧區、哨所、油田、礦山，以及東南亞、非洲、歐洲等地區。

審核編輯 黃宇