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如何建设一个户用储能电站?

   2023-04-14 固德威技术股份有限公司小固30820
核心提示:前言现阶段户用光伏以并网光伏电站为主,近些年以屋顶租赁、光伏贷等模式大规模开展,但是这种模式发展到一定阶段后,会给电网稳定运行带来挑战,尤其是对配电网的消纳能力和对新能源的功率波动问题影响更大。户用储能在国外非常盛行,目前在国内也开始受到关

前言

现阶段户用光伏以并网光伏电站为主,近些年以屋顶租赁、光伏贷等模式大规模开展,但是这种模式发展到一定阶段后,会给电网稳定运行带来挑战,尤其是对配电网的消纳能力和对新能源的功率波动问题影响更大。

 

户用储能在国外非常盛行,目前在国内也开始受到关注,户用储能可以实现能量搬移,减少光伏对电网的冲击和家庭电费支出。现在一位用户想在自家屋顶安装5kW光伏逆变器和10kWh储能电池,那么这个电站是怎样设计的呢?


01

设计选型阶段

 

对房屋进行探勘后,根据屋顶面积排布出光伏组件,计算出光伏组件容量,同时定好电缆放线位置和逆变器、电池、配电箱的位置;这里主要的设备有光伏组件、储能逆变器、储能电池。

 

1.1 光伏组件

本项目采用高效单晶组件560Wp,具体参数如下:


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整个屋顶使用了10块组件,总容量为5.6kWp,一路接入逆变器直流侧,屋顶排布图如下所示:


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 1.2 储能逆变器

本项目选用固德威储能逆变器GW5000-ES-20, 具体参数如下:


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该储能产品具备外观精美、操控简单、超静音、多种工作模式、UPS级切换、4G通讯等多个优点。

 

1.3 储能电池

固德威提供与储能逆变器相匹配的电池方案(含BMS),该电池是一种用于家庭的低压储能锂电池,安全可靠,可安装在户外,具体参数如下:

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02

系统安装调试阶段

 

整个项目的系统图如下所示:

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以下是储能逆变器和电池的接口:


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储能逆变器接口

 

当整套系统安装完毕,就进入了调试阶段:

 

2.1 工作模式设定

通用模式:减少电网依赖,降低买电量。通用模式下,光伏发电优先供给负载,其次给电池充电,最后多余的电量可以并网。光伏发电量较低时,优先电池放电补充。

 

经济模式:适用于峰谷电价差较大的地区。选择经济模式,可以设置四组不同的电池充放电时间和功率,并指定充放电时间,在电价较低的时候逆变器给电池充电,在电价较高时电池进行放电,同时可对充放电功率百分比及一周内循环次数进行设置。


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备用模式:适用于电网不稳定的地区。备用模式下可设置电池放电深度,预留电量可在离网时使用。

 

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离网模式:离网模式下储能系统可正常运行,光伏发电依次给负载使用及电池充电,逆变器不发电或发电量不够使用时,电池会放电供负载使用。

 

2.2 云端电站设置


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功率曲线


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 发电量及效益


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能量统计

 

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能量流图


03

应用场景拓展


 

3.1 电池扩展方案

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ES G2 单台最多可支持6节Lynx U5.4-20电池并联,储能容量最多可提升至32.4kWh,满足用户多天用电的需求。

 

3.2 离网并联方案

ES G2可以实现并网端、离网端的并联,尽管ES G2的单机功率只有5kW,但是通过ES G2的并联,可以实现离网负载,可带大功率的负载(最大15kVA)。

 

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3.3 光储柴微电网方案

光储柴微电网方案可以接4个电源,光伏、储能电池、柴油发电机和电网,是目前可行的最完备、最可靠的供电方案之一;正常工作状态下无电网接入,柴发待启动状态,负载主要由光伏+储能供电;当负荷出现大的波动以及储能电量耗尽时,由逆变器给柴发启动信号,柴发热启动后,正常给负载和储能电池供电;如电网正常工作,此时柴发处于停机状态,由电网给负载和储能电池供电。

 

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注:也可以应用于无电网切换的光储柴场景。

 

3.4 家庭光储充方案

随着电动汽车行业的发展和普及,家庭的电动汽车越来越多,大概每天有5~10度电的充电需求(按1度电可以行驶5公里计算),刚好可以在夜间把储能的电量释放出来,满足电车充电的需求,同时缓解用电高峰时段电网的压力。

 

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04

小结

 

本文从户用储能电站的设计选型、安装调试、应用扩展介绍了一个5kW/10kWh的储能系统,储能系统实现了家庭用电低碳化,智慧用电为智慧家居解锁了更多的应用场景。随着政策的支持力度加大和人们观念的转变,相信越来越多的储能系统会出现在我们的身边。


 
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