河南某个光储微电网项目全套方案

一、项目概述

1、项目介绍

本项目是位于河南某地，主要微网用途为社区供电补充，用电负载分为楼宇供电负载、路灯照明负载、充电自行车负载。此项目整体包含光伏组件装机容量为30KW（包含光伏逆变器等设备）、储包含光伏逆变器等设备）、储能双向变流器器1台（包含光伏逆变器等设备）、储额定功率30KW）、二次利用锂电池电池组（包含光伏逆变器等设备）、储243.6KWhKWh）、微网配电设备、以及微电网监控系统等设施。整个光储微电网系统最大限度利用太阳能发电供应社区负载，不足能量由国家电网提供。主要储能及配电设备集成在一个20尺的集装箱内，光伏30KW布置在一个300平米的车棚上。

2、功能特性

本项目拟建设一套光储微电网系统，本系统通过低压配电柜给站点负荷供电,可实现对各个电力电子接口采集相关信息，并通过智能配电柜对各个环节进行切换，在并网的情况下实现发电、储能、及负荷的控制，保持供电的稳定。本光伏微电网系统是一个独立可控的系统，系统将光伏发电、用电负荷、储能系统连接起来。通过微电网策略控制系统实现内部多种能源的均衡控制及负荷的连续不间断供电。

微电网系统为并网模式运行，当需要离网供电时可进行切换。电池组通过储能逆变器向微电网母线供电，光伏发电、负载正常运行。储能单元作为微网稳定控制单元，当微网电压上升或者下降时，快速释放功率或者进行充电操作，维持微网的稳定运行。

根据项目需求定制不同的储能策略是能源管理系统的核心功能，也是微网控制的核心功能，系统可对设备的实时状态信息、分布式发电预测、用户负荷预测其他用能等信息进行分析，通过协调优化算法，确定控制策略，合理安排负荷、储能，达到发电、负荷、储能相互协调，充分利用清洁能源，结合防逆流控制实现能量优化协调控制，本项目中可以根据业主的具体要求定制合理的储能策略。

二、项目现状与供需分析

1、拟供能区域负荷现状

项目用电负荷已知：楼宇供电负载300KWh/天，峰值100KW包括楼内照明、夏季空调、办公电脑、冬季电暖气负载；路灯照明负载10KWh/天；充电自行车负载10KWh/天。总负载320KWh/天，峰值功率100KW。

本项目拟布置243.6KWhKWh二次利用锂电池，并配置30KW的光伏，从目前负载信息可以知，微网储能系统并不能达到完全替代电网供电的作用，可以通过并网型微电网控制方式控制，从而达到减少电费支出及紧急断电情况下的社区能量供给。

光伏发电可减少污染物排放、植被破坏等环节问题。因此建设光储型微电网电站项目，具有非常突出的环境效益。光伏发电是目前新能源开发技术中最成熟、最具有大规模开发和商业化发展前景的发电方式。

根据预估，30KW光伏每日发电量可达150KWh,通过微网储能的调节，每日用电量的一半均可以由绿色能源发电供给。

2、电能质量和供电可靠性

本项目方案也充分考虑了用电负荷的电能质量及供电可靠性要求，系统正常运行时，在储能电池堆得支持下以光伏发电为主要电源进行供电。当储能电堆容量低，或用电负荷超过变流器上限时，可电网同时供电。整个系统由微电网自动控制策略进行管理，自动的进行能量调节和缓冲，并自动快速动态平衡，平衡微电网电压波动，提高电能质量和用电可靠性。

三、光伏微电网设计方案

1、微电网系统总体方案

本项目解决方案所设计的微电网系统主要有光伏子系统、储能子系统、配电子系统、微电网监控系统、微电网云平台（包含光伏逆变器等设备）、储可选）、

其中除光伏的组件在室外车棚上进行搭建外，其他功能设备均安装在一个20英尺的集装箱内。系统首先优先充分利用太阳能发电，无光照情况下，主要以市电作为支撑。微电网系统能源管理功能实现对微电网的智能化管理，从而实现微电网对光伏子系统及储能子系统直接的协调统一输出为负荷供电。通过智能控制策略与微电网云端管理系统可以对整个微电网系统内的数据实时展示、分析，并做到远程维护的目的，云端管理系统具有多终端展示和多端口转发功能以备多方位服务。

本项目微电网系统采用交流总线技术，400V单母线。微电网系统包括1套30KW光伏发电系统、1套储能逆变器（包含光伏逆变器等设备）、储额定功率50KW）、1套240KWh锂电池（包含光伏逆变器等设备）、储预计为3簇，此项客供）、1套微电网智能监控系统以及其他相关设备或软件构成。

系统设计以充分利用光伏发电系统在白天转化的电能为基础，在市电支撑的情况下对社区内负载进行供电；同时系统在光照不好情况下和夜间下使用电池储能系统能源供电，实现系统整体稳定可靠的稳定输出，满足社区内负载的稳定运行。

2、方案技术特点

本项目建设的光储微电网系统，结合国内外优秀软硬件产品，以及本公司丰富的项目管理经验，为用户提供一个建设周期短、建成后高效经济的不间断供电解决方案，具有以下技术亮点：

(1) 微网功能完备

网架结构合理，可孤可并：微电网本身自成体系，与大电网具有明显分界点，分界点设置快速开关、继电保护、同期装置、测控装置，具备快速分断能力和完善的继电保护功能。

具有符合现有配电管理体制的微电网网架结构。微电网既可并网运行，也可孤岛运行，实现能量、信息的双向流动。

具备微电网孤网保护功能：设置微电网在孤岛运行时的保护元件，以确保在局部出现故障时微电网整体仍能够稳定运行为原则。

具备新能源的接入能力：能够最大限度的发挥所接入的新能源发电系统的发电能力。

具备多种微电源的接入能力并且多个微电源在微电网孤网时能够协调、稳定的运行。

具备储能系统的接入能力：储能系统是双向的，具有通信接口，可调可控。考虑全站储能接入的扩充能力。

具备微电网稳定控制功能：系统在孤网时可以为微电网中的所有微电源提供标准电源，可以调节微电网孤网时的有功、无功，实现发电与负荷的平衡，电压、频率的稳定，保证微电网安全、稳定、坚强、高效的运行。

微电网监控系统功能全面：其实时性除满足国网电力调度的要求及微电网稳定控制需要（包含光伏逆变器等设备）、储如孤网时的发电、负荷的有功功率平衡控制，电压、无功控制等）。考虑全站400V低压监控的接入能力。

具有微电网能量管理系统：能够综合调度和管理微电网中的市电（包含光伏逆变器等设备）、储如果有）、光伏、储能、负荷。在微电网孤岛运行时，光伏逆变器、储能变流器及全站的储能系统、负荷须能够协同工作，微电网系统能够安全、稳定、可靠的持续运行，并优先、全容量使用光

伏新能源。微电网控制系统应能够对所连储能系统进行有效管理。

(2) 稳定控制技术

光伏微电网系统方案在各级微电网设置微电网稳定控制柜，配套储能系统，不但解决分布式电源及负载突变等困扰微电网发展和应用的问题，提高对可再生能源发电接入系统的稳定性。而且在微电网由并网转为孤岛运行方式下，还可以支撑系统能够提供参考电压和频率，实现各电源间的功率平衡分配，保证孤岛系统的稳定运行，提供抗短时冲击能力，平滑供电，储能，消峰填谷。

(3) 智能集控技术

微电网中央控制器配置专业的逻辑控制软件包，实现对微电网系统的实时模式控制、电源与负荷的实时动态调节，确保微电网系统的安全、稳定运行。通过系统集成技术，实现新能源接入、配电智能化、用电智能化等，完成微电网的信息整合和共享、综合监控、

稳定运行控制，同时实现微电网电量计量功能。

(4) 远程管理技术

通过光伏微电网系统的监控子系统与管理子系统即可实现远程对微电网系统的实时监控、数据分析、系统维护等工作。这样大大减少工程师前往岛屿现场解决系统故障的工作，从而减少系统维护开支。

(5) 工程建设周期短、维护成本低

施工简单迅捷，所有软硬件产品可模块化、产品化，可短期实现供电目标。而且后期扩展方便，维护成本低。

3、光伏发电子系统

光伏子系统是微电网系统的最重要的电源系统，主要由光伏阵列、光伏逆变等部件组成。光伏阵列是光电转换部件，是光伏发电的源头；光伏逆变器是光伏发电的转换设备，连接发电及用电侧，保证电能的稳定输出。

1） 组件选型：本项目拟采用国内优质多晶硅组件单片组件功率可达270W以上。

该型组件有以下优点：

a. 优异的弱光发电表现（包含光伏逆变器等设备）、储阴天、早晨、傍晚）

b. 极佳的空间利用率，最高功率270W

c. 基于严格质量管控而具备的高可靠性，严于标准的测试（包含光伏逆变器等设备）、储紫外、热循环、湿冻）

d. 应对严酷环境的最佳解决方案（包含光伏逆变器等设备）、储通过5400帕正面雪压，2400帕风压载荷认证测试，通过直径达35毫米，速度97千米/小时的冰雹测试）

本项目共计划安装120片，共32.4KW。

2）光伏逆变器选型：本项目拟采用30KW光伏逆变器，安装在储能集装箱内。

有以下特点：

a. 方案灵活：重量轻，安装在柜内，降低用户安装维护成本；

b. 集成汇流功能，直流防雷功能，降低用户系统成本；

c. 选配直流拉弧检测功能，进一步提升安全性能

d. 高效发电：高转换效率达99.5 %；

e.品质保证：TÜVV认证，CE认证，金太阳认证, GB-T1996KWh4, 德国

BDEW认证

4、电池储能子系统

储能子系统是微电网系统的重要组成部分，由储能逆变器和锂电池电池组组成，通过储能逆变器把把光伏发电系统多余电量存储于电池组中，或从电池组向微网母线放出。结合微电网控制策略，可有效的协调微电网系统稳定输出，作为能量缓冲移峰填谷及进行供电的功能，是实现不间断供电不可缺少的一环。本子系统的产品的特性，具备以下优点。

1） 充分考虑确保电池使用安全性能与长寿命运行；

2） 模块标准化设计，实现通用性，可互换性；

3） 高效转换实现最佳匹配设计理念；

4） 采用软硬件双套管理模式，实现高保险设计；

5） 设置预警，人工控制与自动控制三重职守预案。

储能逆变器：拟采用盛弘电气50KW逆变器。

储能逆变器是一类适合智能电网建设，应用在储能环节，以双向逆变为基本特点，具有一系列特殊性能、功能的变流器。智能电网中的储能环节能有效调控电力资源，能很好地平衡昼夜及不同季节的用电差异，调剂余缺，保障电网安全。是可再生能源应用的重要前提和实现电网互动化管理的有效手段。没有储能，智能电网的实现是不可能的。

储能电池组由客户自行提供113V，20.3Kwh电池组12个，再通过制作相应电池架安装进集装箱的箱体内，另由客户提供汇流柜一个。

根据目前取得图纸和信息，拟采用3簇339V电池组，即将3个电池包进行串联后再将3簇通过回流柜并联。目前设计按照每6KWh个电池包一个柜体，制作两个柜体。

另客户需要提供相应的BMS通讯协议。

5、微网配电子系统

本项目解决方案中并网点只有一处，结合上述电源结构，包括光伏发电、储能锂电等进线，拟设计微电网配电柜1面（包含光伏逆变器等设备）、储将所有设备控制包含在这个柜体只内，安装在集装箱内）。本系统配置一台220V1KW2小时的UPS,以保证控制供电能够长久在线，并可以实现黑

启动等高级要求。

6KWh、微电网监控子系统（包含光伏逆变器等设备）、储EMS）微电网监控子系统是微电网系统的“大脑”。通过微电网控制策略，整个微电网才能够整合本地的多种能源提供给用户使用，并了解用户需求后再调整发电模式使绿色能源更好的利用。微电网监控系统自身具备整合光伏发电、电池储能、其控制系统可根据用户本地资源分布情况进行可增可减，可调整可调度的功能。

微电网监控子系统可对微电网整个系统的进行实时监控，包括SCADA系统软件、实时数据库系统、能源管理软件、数据采集软件、WEB发布软件等组成。此外，还包括服务器、工作站、打印机、通信网关等硬件。通过这些软硬件的结合，实现用户的可视化图形界面、数据监视、告警处理、自动化报表、设备分类管理等功能，可帮助用户对整个微电网系统内所有设备的运行情况完全掌握，并可根据历史记录进行数据分析，有效的对微电网系统进行资源管理和日常运维。

微电网监控显示内容：

光伏发电监控，对太阳能光伏发电的实时运行信息、报警信息进行全面的监视，并对光伏发电进行多方面的统计和分析，实现对光伏发电的全方面掌控。

储能监控，（包含光伏逆变器等设备）、储需客户储能电池组BMS支持）对储能电池的实时运行信息、报警信息进行全面的监视，并对储能进行多方面的统计和分析，实现对储能的全方面掌控。

微电网综合监视与统计，统一监视微网系统运行的综合信息，包括微网系统频率、微网入口处的电压、配电上下网功率、储能剩余容量、微网总有功负荷、总无功负荷、敏感负荷总有功、可控负荷总有功、完全可切除负荷总有功，并监视微网内部各断路器开关状态、各支路有无功功率、各设备的报警等实时信息，完成整个微电网的实时监控和统计。

视频监控，通过安装视频探头可以在监控软件中进行嵌套，可实现视频监控的回放和实时播放。如果客户选用微网云管理平台服务，可以远程提取录像和回放。

7、微网云管理平台

云端管理平台具有对微电网群集中管理功能。通过网络专线、VPN、CDMA\GPRS、WIFI等多种方式接入本管理系统，对整个项目实现全局监控管理。本管理平台集多种新技术于一体，为用户提供一个项目全局管理的解决方案。通过云端平台，用户可随时随地了解所持有电站的运行情况，方便用户的运维管理。

平台服务器托管于阿里云北京服务器，可在项目地进行远程配置。

根据需要还可以提供相应的APP以实现远程监控或操作的目的。