越来越多的光伏项目受消纳、建筑物产权不合规或者容量太小业主懒得电网接入手续等原因,需要全部自发自用、不再余电上网,但光伏的输出又物理上连接到公共电网的情况,称为“半离网不脱网运行”。(注:第一次听智汇光伏王淑娟老师讲“半离网不脱网”这个词,就觉得很形象,故在此引用)
如果整个项目只安装有光伏,没有储能,那么此时需要安装防逆流装置来避免发生余电上网、防止电网罚款。可是只安装了防逆流,没有安装储能,那么在光照强,或者负载量少的时候就会发生光伏白白晒太阳,浪费发电的情况。
针对这种情况,配置储能就可减少光伏的浪费,而且光伏一般在中午光照强的时候是低电价,此时给储能充电,正好解决很多储能项目在中午充电功率不足导致无法两充两放的问题。由深圳吉瓦时代电气提供的中山讯盈汽车配件有限公司的光储项目就是上面的典型案例。项目包含330kW的光伏组件,逆变器为两台110kW和一台30kW,同时配置一台215kWh的储能系统,如下:
上图是在中午时分,光伏发的电大多数都由储能和负载消纳,还差87.3kW从电网索取。
这种共交流母线的光伏和储能项目,利用储能的EMS就完成了防逆流功能,也节省了单独上光伏时需要额外购买防逆流设备的费用。但这种共交流母线的光储项目,在光照突变的情况下,由于光伏的功率输出变化太快,EMS和PCS受总电表数据通信的影响有时会出现调节不及时,导致瞬间出现逆流的情况,或者为了防止逆流的出现需要留出更大的调节裕量(本案例就在总表的功率减少到60kW后就限制光伏的输出功率),这样会损失一定的光伏发电收率。而且预留了60kW的余量,导致高电价时储能本可以更多放电,却担心逆流、不敢更大功率放出,下图所示为放电阶段(从电网索取63.6kW功率):
为了解决这个问题,我们推荐如下共直流的光储方案,能够在光照突变的情况下也保证不发生逆流。而且如下共直流的方案,光伏也是优先通过PCS给负载使用,多余的电直接存入电池,这时系统效率更高。
共直流的光储方案
光伏MPPT控制器
上述共直流的光储方案,需要PCS功率尽量大,接近光伏和储能的放电功率和,不然也会影响高电价时的放电(即在高电价时,光照强,PCS需要把较大功率的光伏输出外,还要把储能电池放电)
综合来看,在具体应用时,
1)对于光伏的容量远小于储能PCS功率时,光储共直流接入更佳;比如一些光储充车棚项目的功率容量不大,就是该场景应用。
2)当光伏的容量远大于储能PCS功率时,在国内主要依赖峰谷套利时,其大于的部分还是要采用光储共交流的传统方案接入更合适。
3)但是在国外没有峰谷套利,往往需要配置比负载功率和PCS功率更大的光伏和储能,保证到了晚上或者连续阴雨天时依然可以有储能可以放出来使用,此时采用光储共直流方案接入更佳。大量海外纯离网、无公共电网的项目都是该应用场景。
深圳吉瓦时代电气有限公司,是一家集光、储、充多场景应用的解决方案提供商,致力于储能系统和光储充直流耦合系统的关键技术研究及核心设备制造,为“双碳”目标的实现贡献吉瓦时代力量!成立于2023年初的吉瓦时代,其核心团队平均具有15年以上的光储充产品开发应用经验,公司创始人曾建友先生也是禾望电气(603063)的联合创始人之一,是集散式光伏方案的发明与命名,以及在光伏行业内大规模推广应用的先行者。来源:深圳吉瓦时代电气有限公司
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