光伏儲能控制系統(tǒng)的設計

摘要：隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和進步袁電力生產(chǎn)模式和策略發(fā)生了重要轉(zhuǎn)變袁光伏發(fā)電技術(shù)得到了廣泛應用遙在這一基礎上袁如何提升光伏儲能控制系統(tǒng)的性能袁使光伏發(fā)電技術(shù)得到 發(fā)展袁已成為技術(shù)攻關的重要方向遙以光伏儲能控制系統(tǒng)的設計需求作為切入點袁從總體設計思路堯多電源模塊設計堯電池管理模塊設計堯儲能模塊設計堯電能質(zhì)量管理模塊設計等方面介紹了其設計規(guī)劃方案袁并分析了光伏儲能控制系統(tǒng)的節(jié)能環(huán)保效果袁以期為相關人員提供參考遙

關鍵詞：光伏發(fā)電；光伏儲能控制系統(tǒng)；節(jié)能環(huán)保；設計

 

0引言

相較于傳統(tǒng)的化學能發(fā)電模式而言，光伏發(fā)電具有清潔無*染、系統(tǒng)配置簡便、空間利用率高、建設周期短以及較高的電能轉(zhuǎn)化效率等優(yōu)勢和特點，技術(shù)團隊應充分認識到光伏發(fā)電技術(shù)應用過程中光伏儲能控制系統(tǒng)的重要意義和作用，并結(jié)合實際需求對其進行設計和優(yōu)化，使其能夠更好地為光伏發(fā)電的應用與推廣提供支持，減少光伏發(fā)電受到環(huán)境因素帶來的影響，提升供電穩(wěn)定性。

1光伏儲能控制系統(tǒng)的設計需求

1.1靈活的拓展性

在光伏儲能控制系統(tǒng)的設計與建設的過程中，應考慮靈活拓展的需求。技術(shù)人員應當整合發(fā)電信息協(xié)調(diào)、電能儲運、電能質(zhì)量監(jiān)控與電能生產(chǎn)優(yōu)化等多項功能，并確保光伏儲能控制系統(tǒng)能夠依托技術(shù)發(fā)展路線和趨勢進行多角度迭代，強化其對差異化負荷環(huán)境的適應能力，有*提升光伏儲能控制系統(tǒng)整體性能，助推光伏發(fā)電工作的健康發(fā)展。

1.2分布式調(diào)度

為了充分降低發(fā)電成本，提升光伏儲能控制系統(tǒng)運行性能，技術(shù)人員還應當在系統(tǒng)設計過程中考慮到分布式調(diào)度的設計需求，優(yōu)化 控制芯片，有*強化系統(tǒng)的運行效率[1]。

1.3無縫離網(wǎng)切換

確保光伏儲能控制系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性與可靠性是系統(tǒng)設計人員需要關注的重*問題。在針對該系統(tǒng)功能模塊進行配置與設計的過程中，應當使其具備無縫離網(wǎng)切換的特點，減少系統(tǒng)切換過程中對所涉及的相關儀器設備的不良影響，從而提升整體供電效果。

1.4具備較高的環(huán)保效益與經(jīng)濟效益

為了有*適應可持續(xù)發(fā)展特性和要求，在針對光伏儲能控制系統(tǒng)進行設計的同時，還應當加強對其節(jié)能環(huán)保的相關性能，針對其在特定負荷環(huán)境下的消耗情況進行跟蹤監(jiān)控，盡可能確保系統(tǒng)的運行達到低碳環(huán)保的目標，杜絕能源浪費現(xiàn)象的出現(xiàn)，為整個光伏發(fā)電領域經(jīng)濟效益的不斷提升做出相應的貢獻。

2光伏儲能控制系統(tǒng)的設計

規(guī)劃方案待需求分析完成后，技術(shù)團隊應結(jié)合實際開展對光伏儲能控制系統(tǒng)的方案設計工作，具體涵蓋以下5個方面。

2.1總體設計思路

為了使光伏儲能控制系統(tǒng)的設計需求得到充分落實，有*提升光伏儲能控制系統(tǒng)的運行性能以及運行成效，技術(shù)團隊應針對其總體設計思路進行 分析與整合，從而使后續(xù)設計工作能夠朝著更加 完善的方向開展，有*實現(xiàn)光伏儲能控制系統(tǒng)低碳高*的運行發(fā)展目標。

從結(jié)構(gòu)形態(tài)層面來看，技術(shù)團隊在針對光伏儲能控制系統(tǒng)進行設計的過程中，應當確保整體結(jié)構(gòu)涵蓋了多電源模塊、電池管理模塊、儲能模塊以及電能質(zhì)量管理模塊，并依托快速開關對整個系統(tǒng)的運行進行控制，使光伏發(fā)電所生產(chǎn)出的電能得到更加穩(wěn)定的儲存，并為相關用戶提供送電服務。本文以某加油站光伏儲能控制系統(tǒng)建設項目為例進行介紹，在該項目當中光伏發(fā)電面積為400m2，光伏功率為30kWp，預計發(fā)電量為29000kW·h/a，選用40kW的光伏逆變器。某加油站光伏儲能控制系統(tǒng)整體架構(gòu)設計如圖1所示

 

 

2.2多電源模塊設計

2.3電池管理模塊設計

為了使光伏儲能控制系統(tǒng)中的電池組能夠更加充分地發(fā)揮出相關性能，使其能夠進一步按需實現(xiàn)光伏發(fā)電的電能調(diào)配目標，需要基于技術(shù)需求以及項目特點針對電池管理模塊進行設計與規(guī)劃。

2.4儲能模塊設計

為了有*提升光伏儲能控制系統(tǒng)運行性能，技術(shù)團隊還應當結(jié)合實際針對儲能模塊進行優(yōu)化設計。將儲能模塊與前端設備進行相互連接，使儲能模塊當中的充放電信息數(shù)據(jù)都能夠通過前端設備向技術(shù)團隊以及管理人員進行反饋，同時也能通過前端設備實時接收管理人員的指令要求，從而能夠針對儲能模塊的運行狀態(tài)進行針對性調(diào)控，使光伏儲能控制系統(tǒng)的運行情況得到合理分配和控制，減少運行風險或運行問題的發(fā)生，并有*提升故障定位能力和處置效率。儲能模塊的連接設計需要遵循可靠性、穩(wěn)定性、多工況適應性的原則和要求，從而保障光伏儲能控制系統(tǒng)的運行效果。儲能模塊連接架構(gòu)如圖所示。

 

 

2.5電能質(zhì)量管理模塊設計

由于光伏發(fā)電過程當中可能會面臨著質(zhì)量不穩(wěn)定的風險或問題，影響光伏發(fā)電的正常、安*可靠運行，同時還可能會造成電力資源的浪費，不利于節(jié)能低碳相關目標的有*落實[4]。因此，組織技術(shù)力量對光伏儲能控制系統(tǒng)進行規(guī)劃設計時，還需要配置相應的電能質(zhì)量管理模塊，針對光伏發(fā)電過程當中可能出現(xiàn)的諧波現(xiàn)象以及無功電流問題進行多角度跟蹤與監(jiān)控，對可能存在的質(zhì)量問題進行及時定位與處置，使光伏儲能控制系統(tǒng)的運行狀態(tài)更加安*穩(wěn)定，杜絕電能質(zhì)量問題發(fā)生的可能性，使其能夠更好地落實節(jié)能環(huán)保相關目標要求，實現(xiàn)光伏發(fā)電技術(shù)的持續(xù)性發(fā)展與進步。

3光伏儲能控制系統(tǒng)節(jié)能環(huán)保效果分析

對加油站光伏儲能控制系統(tǒng)進行設計與建設后，其呈現(xiàn)出了較為顯著的經(jīng)濟效益與環(huán)境社會效益。

相關從業(yè)人員以及研究人員應當明確光伏儲能控制系統(tǒng)的特點和價值，并著力推動其開發(fā)推廣工作，從而有*提升電力資源利用效率，減少電能浪費，提升經(jīng)濟不斷發(fā)展。

4 光伏運維子站解決方案

安科瑞Acrel1000-DP分布式光伏電站電力監(jiān)控系統(tǒng)為分布式光伏電站運維子系統(tǒng)提供了解決方案，滿足GB/T 38946《分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)集中運維技術(shù)規(guī)范》中對運維子站的相關技術(shù)要求。

數(shù)據(jù)信號采集

（1）運維子站采集的模擬量數(shù)據(jù)包括下列內(nèi)容:

a)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)每個并網(wǎng)點有功功率?無功功率?電壓?電流?頻率?電 等數(shù)據(jù);

b)分布式光伏逆變器有功功率?無功功率?電壓?電流?功率?溫度等數(shù)據(jù);

c)匯流箱各路電流?匯總輸出電流?母線電壓量等數(shù)據(jù);

d)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)周圍環(huán)境包括環(huán)境溫度?輻照度?電池板溫度等數(shù)據(jù);

e)子站應建立數(shù)據(jù)存儲,存儲時間應不少于7d?

圖2 分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)顯示

（2）運維子站采集的狀態(tài)信號包括下列內(nèi)容:

a)分布式光伏發(fā)電公共連接點斷路器?隔離刀閘和接地刀閘位置?保護硬接點狀態(tài)以及遠方/就地控制等各種開關量信號;

b)分布式光伏發(fā)電每個并網(wǎng)點斷路器和隔離開關的位置信號?重合閘位置?保護動作及告警信號;

c)光伏逆變器運行狀態(tài)及告警信號;

d)分布式光伏發(fā)電主升壓變壓器分接頭擋位(當采用有載調(diào)壓變壓器);

e)光伏匯流箱保護動作及告警信號;

f)分布式光伏發(fā)電保護?安*自動裝置等設備狀態(tài),保護動作及告警信號,運行人員操作順序記錄信息?

圖3 分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)狀態(tài)顯示

數(shù)據(jù)信息處理

子站宜對所采集的實時信息進行數(shù)字濾波?有*性檢查?工程值轉(zhuǎn)換?信號接點抖動 ?刻度計算等加工?數(shù)據(jù)采集子系統(tǒng)可進行數(shù)據(jù)合理性檢查?異常數(shù)據(jù)分析?事件分類等處理,并支持常用的計算功能,支持對采集的各類原始數(shù)據(jù)和應用數(shù)據(jù)分類存儲和管理?

圖4 分布式光伏監(jiān)控系統(tǒng)數(shù)據(jù)展示

光伏運維相關二次設備選型

安科瑞提供光伏運維子站、運維主站監(jiān)測軟件、數(shù)據(jù)網(wǎng)關和保護測控單元、交直流監(jiān)測多功能儀表及相關傳感器，具備電能質(zhì)量監(jiān)測和治理裝置，保障光伏電站高*運行。

5 結(jié)語

綜上所述，隨著時代的發(fā)展以及技術(shù)的不斷進步，傳統(tǒng)的電能生產(chǎn)模式亟待進行轉(zhuǎn)型和發(fā)展。相較于傳統(tǒng)的化石能發(fā)電技術(shù)而言，基于光能與輻射能的光伏發(fā)電技術(shù)在清潔程度、運行成本、空間利用率等方面具有較為顯著的優(yōu)勢。為了進一步保障光伏發(fā)電輸電技術(shù)的穩(wěn)定可靠，減少環(huán)境因素給電力輸送和應用造成的不良影響，技術(shù)團隊應當進一步加強對光伏儲能控制系統(tǒng)的研究和分析，并結(jié)合實際對其進行深入挖掘，使電力領域向著綠色環(huán)保的方向不斷發(fā)展。