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光伏直流微网储能技术应用案例储能技术的不断进步，为未来配电网的发展提供了新的思路提出了一种未来配电网的可能形态——基于储能装置、以用户为单位的低压直流微电网。

一、背景

1. 技术应用所属行业特点、机遇与挑战

储能技术的不断进步，为未来配电网的发展提供了新的思路提出了一种未来配电网的可能形态——基于储能装置、以用户为单位的低压直流微电网。在当前技术水平下,低压直流微电网和储能装置的充放电管理领域的技术已经能够满足设想需要，但是储能装置的能量体积比和能量重量比以及寿命还存在较大差距。随着储能技术的不断进步发展，可再生能源的应用不断普及，未来配电网必将发生革命性的变革。

2. 技术应用所解决的行业难点问题

光伏直流微网储能技术将新能源光伏发电技术引入到智能微网中，可有效提高间歇式可再生能源利用率，可降低配电网络损耗，有利于提高配电网对分布式电源的接纳能力，优化配电网运行方式，在电网故障状态下保证关键负荷用电，可用于解决偏远地区、荒漠或海岛用户的用电问题，社会效益明显。

二、应用案例

1. 项目概述

该项目在晋能双创中心重点实验楼建设BIPV混合微网，满足楼内直流照明负荷、交直流充电桩用电需求，光伏装机量380kWp，储能容量250kW/500kWh，由保定嘉盛光电科技股份有限公司负责设计及施工。

晋能集团双创中心作为新建建筑，在设计阶段即融入了光伏建筑一体化、储能及直流微电网等新理念，项目以直流供电为中心，灵活接入光伏、储储等电源，为直流桩和直流照明提供直流能源，建成多点接入、网络共享、需求感知充电的交直流混合微电网。

本项目于2020年8月10日开工，2020年10月30日竣工，目前项目已经完成建设并投入使用。

项目运行情况：全天光伏发电1098kWh,全天负载用电443kWh,全天储能充电346kWh，全天储能放电324kWh，电网向微网供电1.1kWh，微电网向电网返电490kWh。

2. 主要效益

本项目的微网系统协调多种能源及负荷的优化耦合运行，与智能电网平滑无缝连接，具有安全、可靠、经济、高效的显著特点。多种绿色能源替代传统能源发电，节能减排，同时电能能够获取国家能源补贴，有一定的经济效益。

根据2018-2020年公司销售明细表确认新产品新增销售量，并由可再生能源市场分析机构PVinfolink 公布的历年组件价格数据求得由该技术的推广产生的新增加的销售额。新增利润按该新产品新增销售额的9%计算，最终求得新增利润如下表所示。

三、技术要点

1. 系统电气拓扑

本项目采用直流母线系统方案，构建用电侧光伏储能微网系统，系统采用直流220V母线电压，便于兼容市场设备性能参数。系统结构如入所示，光伏组件通过光伏变流器DCDC与直流母线220V相连接，采用多支路的DCDC并联方式实现光伏组件的最大功率跟踪。储能电池选用采用安全性高、循环寿命长的铅炭电池，符合建筑消防条件，通过储能变流器DCDC连接到直流220V母线。直流母线电池由储能变流器建立，光伏组件发电直接存储于电池或者为直流照明负载供电，多余电能可以通过并网双向逆变器回馈电网，若光伏发电功率小于直流照明负荷用电功率，优先使用蓄电池存的电能，若电池电量过低，则并网双向逆变器从电网吸收能量，给蓄电池充电。

2. 能量管理系统

系统控制策略分为三个层次：就地控制层、微网集控层、配网调度层。

就地控制层主要实现微网系统最基本的特性，即安全、可控运行。本层负责采集并打包来自4象限变流器、储能变流器、光伏DC/DC、直流充电桩、直流负荷DC/DC、交流充电桩等设备的运行数据并发送给微网集控层。此外就地控制层接收来自微网集控层的控制策略指令并解析执行或转发给相应设备执行。该层控制器采用边缘计算技术，可在上层通讯网络出现异常时实现冗余的就近控制。

微网集控层主要负责实现系统的经济性或电网友好性等上层特性。微网集控层的能量控制中心由微网中央控制器和微网能量管理系统组成。微网中央控制器：接收所连接的各个终端上传的数据，根据预先设定的微网控制策略进行逻辑判断，得到微网控制判据执行指令后，返回控制指令给相应的终端控制器；通过以太网接入微网能量管理系统，利用TCP/IP协议上传微网实时数据给微网能量管理系统。

配电网调度层主要从宏观角度对园区所辖微网进行监控。正常运行时,微网可在配电网调度机构的指令下参与电网的经济运行调度，提高整个电网的经济运行性;配电网故障时，微网与配电网断开运行；故障恢复时，微网自动并网或接受配电网调度机构的指令后并网。

3. 智能监控平台

智能监控采用自动化监控系统，通过系统智能通讯技术，建立完整微电网自动化监控系统，完成整个微电网所有电源、储能、负荷的信息整合和共享，综合监视、操作/控制和数据智能转发。微网能量管理系统的功能应用层分为以下五大功能模块。

四、应用前景

本项目以直流供电为中心，灵活接入光伏、储能等电源，同时为直流负载提供直流能源，全面整合能源控制参量及能量信息，实现多种形式能源协调控制和综合能效管理，建成多点接入、网络共享、需求感知的交直流混合微电网。

该项目的建成，推动了光伏发电和传统能源的有效结合，促进新能源的发展，加速建筑实现碳减排碳达峰目标，具有十分重要的意义。