光伏电站储能系统布局(光伏发电储能系统设计)

光伏发电储能系统设计

光伏与锂电池是互相作用的关系，发电时代锂电池能否起到至关重要的作用？高性能的储能电池对光伏产业的发展至关重要，磷酸铁锂电池具有比能量高、储能效率高、循环寿命长、使用成本低等优势，利用该类型锂电池作为储能装置可把能源效率提高至90％左右，因此非常适合用作新能源储能装置。在分析了将锂电池用作光伏系统储能装置的可行性的基础上，设计了相应的光伏发电储能系统。

光伏发电储能系统设计规范

1.1　建设成本

储能电站的建设成本，也被称为系统成本，是指单位容量的储能系统的成本。主要由设备安装成本(含电池成本)和施工建造成本组成(未计及土地成本)。

储能设备包括储能电池、电池管理系统、储能逆变器和配电系统等，这些设备的购置费用构成设备安装成本。施工建造成本主要包括建筑工程费、安装工程费和设备设施设计、调试等费用。在设备成本中电池成本所占比例较大，同时电池的运行维护和故障更换专业性较强，投资方为了降低一次性投资的财务负担及电池的运行维护难度，采取租赁方式，向电池生产厂家租赁电池，租期为十年;电池生产厂家在租赁期内负责日常运行维护和免费更换故障电池，投资方按年支付电池成本。在进行储能建设成本的测算过程中要考虑总建设成本递减比例、单位能量建设成本和储能能力参数。

1.2　充电成本

储能电站的充电成本是指充电过程中发生的全部费用。在充电时，由于能源转化效率不能达到百分之百，从而产生能量损耗生成的成本，因此，该部分成本主要取决于能量转化效率。例如充电电费为1个单位价格每千瓦时，对一个效率为75%的储能设备而言其全部能源成本为：1/75%=1.33/千瓦时。测算储能充电成本要考虑充电电价、设备利用效率、储能系统每年的放电量和能源转化效率参数。

1.3　运营人工成本

在某些情况下，储能设备运行可能需要人工。在一定范围内，固定的人工成本与储存电量的大小没有关系，其费用总额具有不变性。可变的人工成本与存储使用的频率和持续时间成正比。在许多情况下，对于电池储能电站人工成本的核算主要根据储能设备及储存能力的大小而定，暂时没有明确的价值标准。根据杨海波等研究，储能电站运营人工成本可以通过单位人工成本和员工人数测算得出储能电站运营人工成本。

1.4　运行维护成本

储能电站的运行维护成本是为了维持储能电站处于良好的待机状态所需要的费用。该成本包括光伏电池板清洗费用、电站管理、检修费用等。不管使用多少存储，固定的维护成本都是相同的。可变的维护成本与存储使用的频率和持续时间成正比。运行检修成本一般按照运检费率乘以初始投资得到。考虑到ESS的使用寿命有限，系统在运行中会发生一定的耗损，产生系统寿命耗损成本。所以在测算储能电站运行维护成本时，需要综合考虑总建设成本递减比例、运行维护费率、单位能量建设成本和储能能力等参数。

1.5　储能用途的厂用电成本

储能用途的厂用电成本是储能电站用于储能用途的用电成本。电厂维持储能电站运行所发生的外购电费的成本，包括购电费、自用电费和与之相关的薪酬费和管理费用等。在储能用途的厂用电成本计算过程中，要考虑常年平均用电率、储能电站用于储能用途的电量占厂用电量的比例、充电电价、储能能力等参数。

光伏储能解决方案

一、光伏储能逆变器工作原理

（1）白天用电高峰期，在太阳光的照射下，太阳能电池组件产生的直流电流通过控制器传送到逆变器转化成交流电，并入电网。

（2）晚上用电低谷期，电价比较低时，电网的电能通过逆变器充放电控制器，对蓄电池进行充电储能；

（3）当阳光不足或在夜间非低谷期用电时，蓄电池通过直流控制系统向逆变器送电，经逆变器转化为交流电供交流负载使用。

光伏发电储能技术

光伏发电产生的电能最合适的储能方式是蓄电池。

目前光伏发电产生的电能大部分都是直接并网输送给电网消耗掉了，大量储存需要大型的储能设备。目前蓄电池有矾电池，铅酸蓄电池，锂电池和钠电池等等，蓄电池的技术始终没有突破瓶颈，存在一定的问题，不是体积偏大，就是存在安全风险。另外，如果实现大量电能的存储，需要的投资巨大，后期维护不到位引起故障，对太阳能电站带来不可控的安全和经济风险的因素。

光伏储能系统的研究与设计

光伏储能系统是将光伏发电系统与储能电池系统相结合,主要在电网工作应用中起到“负荷调节、存储电量、配合新能源接入、弥补线损、功率补偿、提高电能质量、孤网运行、削峰填谷”等作用应用。

通俗来说,可以将储能电站比喻为一个蓄水池,可以把用电低谷期富余的水储存起来,在用电高峰的时候再拿出来用。

光伏电站储能系统

储能系统的主要模式有配置在电源直流侧的储能系统、配置在电源交流侧的储能系统和配置在负荷侧储能系统等。

　　1、配置在电源直流侧的储能系统

　　配置在电源直流侧的储能系统主要可安装在诸如光伏发电的直流系统中，这种设计可将蓄电池组合光伏发电阵列在逆变器直流段进行配接调控。

　　2、配置在电源交流侧的储能系统

　　配置在电源交流侧的储能系统也可以称之为配置在交流侧的储能系统，单元型交流侧的储能的模式。

　　3、配置在负荷侧储能系统　　配置在负荷侧储能系统主要是指应急电源和可移动的电动设备，譬如可充电式的电动汽车，电动工具和移动电话等。

光伏储能系统设计方案

晶科科技有光伏储能概念股。

1.晶科科技主营业务：

光伏电站运营、光伏电站转让和光伏电站EPC等

作为一家清洁能源服务商,公司主营业务主要包括光伏电站运营、光伏电站转让和光伏电站EPC等,涉及太阳能光伏电站的开发、投资、建设、运营和管理、转让等环节,以及光伏电站EPC工程总承包、电站运营综合服务解决方案等。

2.晶科科技的储能业务

公司已建成的“伊犁新源县90MW项目”配置了储能设施，部分拟建项目也设计了储能方案。同时，公司可对外承接储能工程的开发、设计和建设等业务。

光伏发电储能系统设计方案

可以选铅酸电池，容量大，耐持久。锂电池的优势在于单位体积所容纳的电量更多，但新1日电池并联将会导致新电池寿命降低，太阳能光伏离网储能系统，光伏发电。是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，缺点是容量较低。

光伏储能配置

“共享储能”，就是以电网为纽带，将某个区域的独立分散电网侧、电源侧、用户侧储能电站资源进行全网优化配置，由电网来进行统一协调，推动源网荷各端储能能力全面释放。这种模式既可为电源、用户自身提供服务，也可以灵活调整运营模式，实现全网电力共享，提升电力品质。此处的某一个区域一般是以省为单位，因为我国省和省的电网是高度独立的；能量交换非常少。

独立储能就是为单一场景服务，例如为某个光伏电站配套，或者某个工厂削峰填谷等。独立储能服务较为单一，受制收益方式有限，经济性往往很难最大程度发挥。

光伏储能系统图

储能技术的原理与特点

由储能元件组成的储能装置和由电力电子器件组成的电网接入装置成为储能系统的两大部分。储能装置重要实现能量的储存、释放或快速功率交换。电网接入装置实现储能装置与电网之间的能量双向传递与转换，实现电力调峰、能源优化、提高供电可靠性和电力系统稳定性等功能。

储能系统的容量范围比较宽，从几十千瓦到几百兆瓦；放电时间跨度大，从毫秒级到小时级；应用范围广，贯穿整个发电、输电、配电、用电系统；大规模电力储能技术的研究和应用才刚起步，是一个全新的课题，也是国内外研究的一个热点领域。

2.常用的储能方式

目前，储能技术重要有物理储能(如抽水蓄能、压缩空气储能、飞轮储能等)、化学储能(如各类蓄电池、可再生燃料动力电池、液流电池、超级电容器等)和电磁储能(如超导电磁储能等)等。

1)物理储能中最成熟、应用最普遍的是抽水蓄能，重要用于电力系统的调峰、填谷、调频、调相、紧急事故备用等。抽水蓄能的释放时间可以从几个小时到几天，其能量转换效率在70%~85%。抽水蓄能电站的建设周期长且受地形限制，当电站距离用电区域较远时输电损耗较大。压缩空气储能早在1978年就实现了应用，但由于受地形、地质条件制约，没有大规模推广。飞轮储能利用电动机带动飞轮高速旋转，将电能转化为机械能存储起来，在要时飞轮带动发电机发电。飞轮储能的特点是寿命长、无污染、维护量小，但能量密度较低，可作为蓄电池系统的补充。

2)化学储能种类比较多，技术发展水平和应用前景也各不相同：

(1)蓄电池储能是目前最成熟、最可靠的储能技术，根据所使用化学物质的不同，可以分为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池、锂离子电池、钠硫电池等。铅酸电池具有技术成熟，可制成大容量存储系统，单位能量成本和系统成本低，安全可靠和再利用性好等特点，也是目前最实用的储能系统，已在小型风力发电、光伏发电系统以及中小型分布式发电系统中获得广泛应用，但因铅是重金属污染源，铅酸电池不是未来的发展趋势。锂离子、钠硫、镍氢电池等先进蓄电池成本较高，大容量储能技术还不成熟，产品的性能目前尚无法满足储能的要求，其经济性也无法实现商业化运营。

(2)大规模可再生燃料动力电池投资大、价格高，循环转换效率较低，目前尚不宜作为商业化的储能系统。

(3)液流储能电池具有能量转换效率较高，运行、维护费用低等优点，是高效、大规模并网发电储能、调节的技术之一。液流储能技术在美国、德国、日本和英国等发达国家已有示范性应用，我国目前尚处于研究开发阶段。

(4)超级电容器是20世纪80年代兴起的一种新型储能器件，由于使用特殊材料制作电极和电解质，这种电容器的存储容量是普通电容器的20~1000倍，同时又保持了传统电容器释放能量速度快的优点，目前已经不断应用于高山气象站、边防哨所等电源供应场合。

3)超导电磁储能利用超导体制成线圈储存磁场能量，功率输送时无需能源形式的转换，具有响应速度快、转换效率高、比容量/比功率大等优点，可以充分满足输配电网电压支撑、功率补偿、频率调节，提高电网稳定性和功率输送能力的要求。和其他储能技术相比，超导电磁储能仍很昂贵，除了超导体本身的费用外，维持系统低温导致维修频率提高以及出现的费用也相当可观。目前，在世界范围内有许多超导电磁储能工程正在运行或者处于研制阶段。