G光伏储能供电系统方案.doc

### G光伏储能供电系统方案解析 #### 一、工程概况 **沈阳市城市建设职业技术学院光伏储能供电系统项目**旨在在学院公共建筑上安装一套光伏发电系统，以减轻学校的电力负荷压力。该系统总装机容量为25kW，预计年平均发电量约为4.1万kWh。项目的建设周期为四个月，预期运行时间为25年。 **实施单位**：辽宁太阳能研究应用有限公司负责整个光伏电站的设计与施工安装。 **系统构成**：该光伏储能供电系统由六个主要部分构成： - **太阳能电池阵列**：用于捕捉太阳能并将其转化为电能。 - **储能逆变器**：负责将直流电转换为交流电，并存储或释放电能。 - **光伏并网逆变器**：用于将太阳能电池阵列产生的直流电转换为交流电，并将其送入电网。 - **BMS管理系统**：即电池管理系统，用于监测和管理蓄电池的状态，确保其安全高效地运行。 - **蓄电池**：用于存储由太阳能电池阵列转化而来的电能，在需要时释放。 - **交流负载**：即最终用户端，接受来自光伏系统和储能系统的电力供应。 该系统采用了光伏与储能系统的混合供电模式。在市电正常的情况下，光伏并网系统和市电共同为负载供电；当市电中断时，储能系统和光伏并网系统则联合供电。 #### 二、设计方案 **供电系统结构**： - **功率回路**：储能逆变器首先从电网吸收电能并将蓄电池充满，然后进入待机状态。在电网有电的情况下，光伏组件通过逆变器直接向负载供电，多余的电量可以输送给电网或通过防逆流控制器进行限制。当电网停电时，光伏并网系统、储能逆变系统与负载组成一个微电网，其中储能逆变器会启动建立母线电压和频率，随后并网逆变器投入，共同为负载供电。整个系统的检测与工作状态的切换由智能配电柜完成。 - **监控回路**：集成分布式能源控制技术，包括对分布式电源与储能系统之间的协调控制、电力电子设备的智能控制、分布式电源和负载组成的微网与主网之间的协调控制以及基于先进通信技术的控制策略等。这些关键技术有助于降低电力系统能耗，提高其可靠性和灵活性。 **储能系统**： - **结构**：采用三相高频SPWM整流（逆变）电路，主要由三相逆变桥、驱动电路、直流电容、电抗器、控制电路等组成。装置还设有软启动电路，启动前首先通过软启动电阻对直流侧充电，电压建立后再闭合主接触器。 - **功能**：储能系统能够实现电池与电网间的能量双向交换，既可在蓄充模式下运行，也能在蓄电池能量回馈网模式下工作。通过接收后台控制指令，根据功率指令控制变流器对电池进行充电或放电，从而调节电网的有功功率和无功功率。此外，储能系统还能通过CAN接口与电池管理系统通信，获取电池组状态信息，实现保护性的充放电，确保电池的安全运行。同时，它还可以参与电网的电压/无功控制，或作为备用电源使用。 **光伏组件**： - **选型**：本项目选用功率为250Wp的单晶硅太阳能电池板。每串由10块电池板构成，共计使用100块电池板。这10串电池板通过汇流箱汇流后接入30KW并网逆变器进行逆变。逆变器通过智能配电柜并入三相低压交流电网（AC380V，50Hz），并且使用独立的N线和接地线。 - **性能特点**：所选光伏组件具有使用寿命长、抗老化的特点，配备了多功能接线盒，具有防水、防腐功能。产品经过ISO9001、IEC61215、UL1703等多项认证，且单体光电转换效率不低于15%。组件边框坚固，采用阳极化优质铝合金密封。 **蓄电池**： - **选型**：本项目采用的是寿命长、性能稳定的胶体蓄电池，每块蓄电池容量为200AH，电压为12V。共安装了100块蓄电池，整个蓄电池系统的电压为240V，每20块串联，5串汇流后接入储能逆变器的储能接口。 - **性能特点**：蓄电池具有较长的使用寿命，设计寿命超过10年，适合室内环境使用。考虑到实际寿命约为8.5年，因此在25年的运行周期内需要更换两次，更换费用预计为3.2万元。 **经济效益分析**： - **总发电量**：25年内总发电量预计为100万kwh。 - **组件寿命**：光伏系统的太阳能电池组件使用寿命可达25年，而2V胶体蓄电池的设计寿命超过10年。 - **成本分析**：太阳能系统总成本包括初始设备费、蓄电池更新费等。由于太阳能离网系统的可靠性高，且不消耗常规能源，每年的维修费和运行费基本为零。 沈阳市城市建设职业技术学院的光伏储能供电系统项目不仅能够有效利用太阳能资源，还能够在一定程度上减少学校的电费支出，同时也有助于节能减排，是一项极具经济效益和社会效益的绿色能源项目。