分布式调度储能光伏发电系统的设计

李潇潇 徐忠良 李悦悦 赵音 刘国超 姜璐

摘 要：本文将传统分布式光伏并网发电系统中融入了调度储能技术，对分布式调度储能光伏发电系统进行了设计，阐述了四种主要运行模式，介绍了智能调度控制器的作用，最后分析了本课题的经济和社会效益，本文的工作可为光伏和储能技术的研究者提供借鉴和参考。

关键词：分布式；调度储能；光伏发电系统

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.09.072

1 绪论

分布式光伏系统主要应用到公共建筑及民用住宅，是今后太阳能利用的主要发展方向。分布式光伏系统的一种应用是通过市电并网接入到国家电网系统；它的另一种应用就是光伏发电与储能相结合，既可以应对不便于接入电网情况的限制，又可以解决无电地区电能使用问题[1-2]。

德国和日本在最近几年相继启动分布式光伏并网储能补贴政策，目前德国已经完成了一百万户的储能示范工程；美国特斯拉公司在2016年8月份宣布并购Solar City公司，將其Power Wall储能系统与屋顶光伏进行整合推向市场；澳大利亚在2015年启动了分布式储能政府补贴市场。目前我国积极倡导开放式售电业务市场，已经成立的众多售电公司为该技术的推广提供了保障平台。

2 系统设计

本文设计的分布式调度储能光伏发电系统主要包括光伏阵列、锂电池组、并网逆变器、切换开关、智能调度控制器、并离网双向逆变器六部分，系统原理如图1所示，主要运行模式如下：

（1）白天日照强度达到光伏阵列可发电条件，电网正常，关闭切换开关，光伏阵列产生的电能通过并网逆变器向电网输送电能；并离网逆变器中的断路器K1和K2闭合，电网的电能既供给居民负载使用，又通过并离网逆变器中的双向电路对锂电池组进行充电。

（2）白天日照强度达到可发电要求，电网异常，闭合切换开关，光伏阵列产生的电能通过并离网双向逆变器中的MPPT电路为锂电池组进行充电；并离网逆变器中的断路器K1断开、K2闭合，锂电池组中的电能通过双向电路向居民负载供电。

（3）夜间电网正常，切换开关关闭，光伏阵列不发电；并离网逆变器中的断路器K1和K2闭合，电网的电能既供给居民负载使用，又通过并离网逆变器中的双向电路对锂电池组进行充电。

（4）夜间电网异常，切换开关关闭，光伏阵列不发电；并离网逆变器中的断路器K1断开、K2闭合，锂电池组的电能通过双向电路逆变后向居民负载供电。

此外通过智能调度控制器可以通过手机等终端设备随时随地地控制本系统中各个主要设备的投入和断开，并可以设置三种模式，分别是用户最赚钱模式（储能分时段自动存入便宜的谷弃电，在电力系统用电高峰时段通过并网逆变器卖给系统或其它用户）、零逆流模式（太阳能自发自用、余量存储，确保用户侧光伏能源不送入电网，用户优先使用太阳能发出的电能，不够的部分由电网补充）及用户零排放模式（特定的用户负载条件下将该系统工作模式变为独立光伏系统供电模式，系统与电网完全断开）。

3 本课题的经济及社会效益

通过本课题的研究可实现分布式发电的智能定制、主动推送和资源优化组合。推动分布式资源、电力负荷资源、储能资源之间通过市场进行自动调节，促进个人、家庭、企业等小微用户灵活自主地参与能源市场，通过实时调度引导能源的生产消费行为，实现分布式发电的生产和消费一体化[3]。此外把存量的分布式储能光伏发电系统通过互联网进行统一管控和运营，实现对设备的网络化管理，将推动电能通过多种形式自由灵活交易，包括提供能源租赁、紧急备用等服务。此外分布式储能群可解决电力系统的削峰填谷问题，通过智能光伏大数据综合管控平台，将分布式小型储能系统通过智能物联网形成多户联网储能群，把与分布式储能处于同一电网的弃风弃光等电能存储起来，在用电高峰时借助于智能光伏管控平台向电网输送，从而获得经济收益。

4 结语

本文将分布式光伏并网系统与储能系统融合到一起，设计了分布式调度储能光伏发电系统，实现分布式光伏与储能调度技术一体化的灵活应用模式。通过调度储能技术用大数据平台实现对电网削峰填谷的作用，用户可通过该系统的应用带来新的收益。

参考文献：

[1]石庆均，江全元.包含蓄电池储能的微网实时能量优化调度[J].电力自动化设备，2013，33（05）：76-82.

[2]段俊东，栗维冰，薛静杰.基于经济调度的光伏并网系统储能容量研究[J].河南理工大学学报（自然科学版），2015，34（6）：860-866.

[3]高文杰，井天军，杨明皓，沈冬.微电网储能系统控制及其经济调度方法[J].中国电力，2013，46（01）：11-15.

作者简介：李潇潇（1980-），男，辽宁沈阳人，博士，高级工程师，主要研究方向：光伏系统优化和光伏建筑一体化发电系统设计。