摘要:近年来,在能源短缺、环境问题日益严峻的背景下,国家不断出台对新
能源有利的政策,大力鼓励新能源的建设与发展。将分布式发电单元、储能单元
及负荷单元相结合组成光储系统,通过微网能量管理系统控制相关装置间的配合,
可以使新能源利用最大化,实现发电系统的经济运行和可靠供电。微电网作为实
现大规模分布式光伏利用的重要途径,规划建设分布式光储微电网,可降低用能
系统对大电网的依赖。基于此,本文主要对分布式光储微电网设计及应用进行分
析探讨。
微电网是一种将分布式电源、负荷、储能装置、变流器以及监控保护装置有
机整合在一起的小型发配电系统,涵盖了用电计量、运行监视、能效管理、孤岛
检测、继电保护、运行控制、优化调度等关键技术,目前已经有大量专家学者、
科研机构针对这些关键技术开展了研究和示范应用。
2、分布式光储微电网的典型设计方案
2.1 分布式光储微电网的组成
分布式光储微电网主要包括分布式光伏发电系统、电池储能系统以及相关的
配电、能量管理系统(EMS)等。其中,有电网支撑时,光伏储能系统作为微电
网内的主要供电微电源,负荷用电主要来自于光伏发电,储能系统则可以平滑光
伏发电波动,提高微电源的电网接入友好性;电网停电时,光储微电网则启动应
急备用供电功能,由储能变流器建立微网母线支撑,光伏发电系统可为微电网内
的负荷提供持续的能量供应。
光伏发电系统主要包括光伏组件和光伏逆变器。光伏组件是光伏系统的主要
发电来源。光伏组件的种类有很多,如单晶硅太阳能电池、多晶硅太阳能电池、
非晶硅太阳能电池和多元化合物太阳电池等。光伏逆变器是实现交直流能量转换
的核心部分。光伏逆变器主要有组串式逆变器和集中型逆变器,小型电力系统一
般选用组串式逆变器。
电池储能系统主要包括储能电池、电池管理系统和储能变流器。储能电池作
为能量存储的载体,既可实现能量搬移,也可实现功率补偿。其中,锂离子电池
储能技术是一种大规模高效电化学储能新技术,相比于其他电池储能技术,锂离
子电池具有如下优势:电压高、能量密度高、输出功率高,能量效率高;电池使
用寿命长,自放电低、环保无污染等,因此大规模储能系统中得到越来越广泛的
应用。电池管理系统可以对电池阵列组进行全方位的监控、管理、保护、报警等,
最大化延长储能电池堆使用寿命。大型储能系统一般采用三层模块化结构,包括
电池堆管理系统(BAMS)、电池簇管理系统(BCMS)、电池模块管理单元
(BMU)等组件。
(3)能量管理系统(EMS)
EMS 是整个光伏微网系统的控制器,其能量管理功能包括系统运行模式判断、
功率调度及设备运行状态控制,具体而言就是根据电网状态判断系统处于独立运