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江蘇安科瑞電器制造有限公司
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光伏儲能一體化能量轉換裝置（簡稱光儲一體機）是一種應用于光伏、儲能聯合發電系統中實現直流/交流電能轉換的設備，采用電力電子控制技術，可以協調控制光伏與儲能電池的出力，平抑光伏電池的功率波動，并通過儲能變流技術輸出滿足標準要求的交流電能向負載供電。設備具有工作模式動態可調，并離網模式切換，光伏能量大功率跟蹤，以及對儲能蓄電池精細管理等功能和特點。智能微電網光儲一體機
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1、智能微電網光儲一體機介紹
光伏儲能一體化能量轉換裝置(簡稱)是一種應用于光伏、儲能聯合發電系統中實現直流/交流電能轉換的設備，采用電力電子控制技術，可以協調控制光伏與儲能電池的出力，平抑光伏電池的功率波動，并通過儲能變流技術輸出滿足標準要求的交流電能向負載供電。設備具有工作模式動態可調，并離網模式切換，光伏能量ui大功率跟蹤，以及對儲能蓄電池精細管理等功能和特點。采用光伏和儲能各自通過DC/DC共直流母線匯集的方式，控制靈活，穩定性高，不僅可以實現光伏的MPPT控制，還可以適應不同類型的儲能，充分發揮儲能的調節范圍，優化儲能的充放電控制，提高能量的利用率。
2、工作原理
光儲一體化發電系統拓撲如圖所示，系統可分為DC/DC變換側、DC/AC變換側以及直流母線三部分。其中DC/DC低壓側由三條獨立支路組成，各支路均采用非隔離型雙向DC/DC變換拓撲，可直接與光伏、儲能單元相連并且根據需求進行恒壓/恒流控制;DC/AC變換側采用兩電平三相半橋拓撲結構，在系統并網運行時交流側與電網相連DC/AC進行功率控制，系統離網運行時進行恒壓恒頻控制，為負荷提供穩定的交流電源。光儲一體化發電系統DC/DC變換高壓側與DC/AC變換直流側通過直流母線相連，直流母線電壓的穩定性直接影響系統的穩定性。
圖1 光儲一體化能量轉換裝置拓撲圖
3、產品功能
3.1 控制功能
恒功率充/放電功能
恒壓限流功能
無功調節功能
離網恒壓恒頻功能
并/離網平滑切換功能
低電壓故障穿越功能
多機并聯運行功能
ui大功率點跟蹤功能;
跟蹤電網計劃出力;
平抑分布式光伏出力波動;
外部環境自適應功能
3.2 保護功能
光伏端口/儲能端口極性反接保護
光伏端口/儲能端口過壓/流分級保護
網側過/欠壓分級保護
網側過流分級保護
網側過/欠頻保護
IGBT 模塊過流保護
IGBT 模塊/變壓器/電抗器過溫保護
系統防雷保護
非計劃性孤島保護
電池禁充/放保護
4、性能特點
過載能力強，110%過載可運行2h，120%可運行2min;
系統可擴展性強，直流側回路個數可根據實際需求進行擴展;
體積小成本低，與傳統的光伏、儲能聯合發電系統相比光儲一體機集成性更高，減小體積的同時降低了成本，便于推廣應用;
功能強大，光儲一體機同時具備PCS和DC/DC特點，具備平抑光伏波動，跟蹤計劃出力等功能;
友好型人機界面設計，方便工程人員操作;
提供 CAN 、RS485通訊接口，便于外部通訊;
支持能量型、功率型等不同特性的儲能單元以及不同功率等級光伏接入;
具備外部環境自適應功能，在光伏接入時不僅能夠實現MPPT而且能夠根據外部環境啟停設備減少功率損耗;
系統分級保護，在保證系統安全運行同時減少誤動作;
5、技術參數
技術參數詳見表2.2所示。
表1 光儲一體機技術參數
6、典型案例
圖2 交直流混合微電網典型案例
6.1 項目背景
公司積極打造無錫市*個分布式能源與智能微電網示范項目。企業現有4幢辦公大樓，屋頂用來鋪設光伏發電系統，同時考慮安裝風力發電設備，并通過集中和分散兩種方式引入儲能，搭建包含光伏發電、風力發電、儲能系統、智能用電、冷熱綜合利用等多種能源的混合能源系統，電能替代、清潔替代，實現分布式新能源發電以及智能用電的協調與融合。
園區包括變電所柴油發電機接入及柴儲一體化并網系統示范，分布式光伏發電示范區域，直流微電網示范區域，交流微電網示范區域、電動汽車與電網互動示范區域，這些示范區可統一整合為一個交直流混合的主動配電網系統。
6.2 建設方案
6.2.1 分布式能源發電建設。
園區的分布式能源發電主要包括屋頂光伏系統400kW，車棚光伏系統100kW，風力發電系統32kW，鋰電池儲能系統450kW×2h，柴油發電機1500kW，實現風光柴儲多能源的綜合利用。
6.2.2 交直流混合微電網系統建設。
在2#樓處建設直流微電網，將50kW屋頂光伏系統及50kW儲能系統接入直流母線為園區內直流充電樁、直流路燈等負荷供電，并通過逆變器接入2#樓配電房，與風力發電系統及光伏系統組成小型交直流混合微電網;在綜合樓建設交流微電網，將綜合樓的100kW屋頂光伏系統及100kW儲能系統接入為綜合樓供電;同時在變電所內接入500kW柴儲一體化并網發電系統，整個園區可組成一個交直流混合微電網運行。
6.2.3 電動汽車與電網互動示范建設。
規劃在園區停車場區建設電動汽車雙向交流及直流充電樁，開展電動汽車的聯網監控，實現對園區內充電樁、電動汽車的管理，并可根據電網的需求為電網提供部分輔助服務。
6.2.4 能量管理中心建設。
能量管理系統接受電網調度/控制指令，通過優化計算形成對微電網協調控制器的綜合運行控制指令，下發給微電網協調控制器執行;收集分析微電網協調控制裝置上送的各微電網子系統運行信息，評估當前微電網運行狀態，上送結果至電網調度/監控系統。同時借助于圖形化手段，對園區示范工程集中進行動態、靈活、直觀和多wei的可視化展示。
6.3 解決方案
1)SVG(400kW)+APF(250A)：依現場測量數據定，投運運行后功率因數可大0.95以上，5次以上諧波得到明顯;
2)柴儲一體化系統(500kW)：投入運行后，可支撐園區重要負荷并離網無縫切換運行;
3)鐵鋰儲能系統(645kWh)：在后備柴油發電機出力前提供能量支撐;該電池與柴儲一體化系統放置于集裝箱內;
4)并網接口裝置(100kW)：支撐直流微網與大電網之間的能量轉換;
5)直流變換器(100kW)：光伏與儲能直接接入直流微網的轉換裝置;
6)鐵鋰儲能系統(100kWh)：平滑光伏出力，并為直流微網離網運行提供能量支撐;
7)充電樁(7kW)：為園區新能源車充電;
8)儲能變流器(100kW)：交流小微網的重要組成，無需其它裝置進行無縫并離網切換，為負荷可靠運行提供保障;
9)鐵鋰儲能系統(200kWh)：平滑光伏出力，并為交流小微網離網運行提供能量支撐
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