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光伏直流微網儲能技術應用案例儲能技術的不斷進步，為未來配電網的發展提供了新的思路提出了一種未來配電網的可能形態——基於儲能裝置、以用戶為單位的低壓直流微電網。

一、背景

1. 技術應用所屬行業特點、機遇與挑戰

儲能技術的不斷進步，為未來配電網的發展提供了新的思路提出了一種未來配電網的可能形態——基於儲能裝置、以用戶為單位的低壓直流微電網。在當前技術水平下,低壓直流微電網和儲能裝置的充放電管理領域的技術已經能夠滿足設想需要，但是儲能裝置的能量體積比和能量重量比以及壽命還存在較大差距。隨着儲能技術的不斷進步發展，可再生能源的應用不斷普及，未來配電網必將發生革命性的變革。

2. 技術應用所解決的行業難點問題

光伏直流微網儲能技術將新能源光伏發電技術引入到智能微網中，可有效提高間歇式可再生能源利用率，可降低配電網絡損耗，有利於提高配電網對分布式電源的接納能力，優化配電網運行方式，在電網故障狀態下保證關鍵負荷用電，可用於解決偏遠地區、荒漠或海島用戶的用電問題，社會效益明顯。

二、應用案例

1. 項目概述

該項目在晉能雙創中心重點實驗樓建設BIPV混合微網，滿足樓內直流照明負荷、交直流充電樁用電需求，光伏裝機量380kWp，儲能容量250kW/500kWh，由保定嘉盛光電科技股份有限公司負責設計及施工。

晉能集團雙創中心作為新建建築，在設計階段即融入了光伏建築一體化、儲能及直流微電網等新理念，項目以直流供電為中心，靈活接入光伏、儲儲等電源，為直流樁和直流照明提供直流能源，建成多點接入、網絡共享、需求感知充電的交直流混合微電網。

本項目於2020年8月10日開工，2020年10月30日竣工，目前項目已經完成建設並投入使用。

項目運行情況：全天光伏發電1098kWh,全天負載用電443kWh,全天儲能充電346kWh，全天儲能放電324kWh，電網向微網供電1.1kWh，微電網向電網返電490kWh。

2. 主要效益

本項目的微網系統協調多種能源及負荷的優化耦合運行，與智能電網平滑無縫連接，具有安全、可靠、經濟、高效的顯著特點。多種綠色能源替代傳統能源發電，節能減排，同時電能能夠獲取國家能源補貼，有一定的經濟效益。

根據2018-2020年公司銷售明細表確認新產品新增銷售量，並由可再生能源市場分析機構PVinfolink 公布的歷年組件價格數據求得由該技術的推廣產生的新增加的銷售額。新增利潤按該新產品新增銷售額的9%計算，最終求得新增利潤如下表所示。

三、技術要點

1. 系統電氣拓撲

本項目採用直流母線系統方案，構建用電側光伏儲能微網系統，系統採用直流220V母線電壓，便於兼容市場設備性能參數。系統結構如入所示，光伏組件通過光伏變流器DCDC與直流母線220V相連接，採用多支路的DCDC並聯方式實現光伏組件的最大功率跟蹤。儲能電池選用採用安全性高、循環壽命長的鉛炭電池，符合建築消防條件，通過儲能變流器DCDC連接到直流220V母線。直流母線電池由儲能變流器建立，光伏組件發電直接存儲於電池或者為直流照明負載供電，多餘電能可以通過併網雙向逆變器回饋電網，若光伏發電功率小於直流照明負荷用電功率，優先使用蓄電池存的電能，若電池電量過低，則併網雙向逆變器從電網吸收能量，給蓄電池充電。

2. 能量管理系統

系統控制策略分為三個層次：就地控制層、微網集控層、配網調度層。

就地控制層主要實現微網系統最基本的特性，即安全、可控運行。本層負責採集並打包來自4象限變流器、儲能變流器、光伏DC/DC、直流充電樁、直流負荷DC/DC、交流充電樁等設備的運行數據並發送給微網集控層。此外就地控制層接收來自微網集控層的控制策略指令並解析執行或轉發給相應設備執行。該層控制器採用邊緣計算技術，可在上層通訊網絡出現異常時實現冗餘的就近控制。

微網集控層主要負責實現系統的經濟性或電網友好性等上層特性。微網集控層的能量控制中心由微網中央控制器和微網能量管理系統組成。微網中央控制器：接收所連接的各個終端上傳的數據，根據預先設定的微網控制策略進行邏輯判斷，得到微網控制判據執行指令後，返回控制指令給相應的終端控制器；通過以太網接入微網能量管理系統，利用TCP/IP協議上傳微網實時數據給微網能量管理系統。

配電網調度層主要從宏觀角度對園區所轄微網進行監控。正常運行時,微網可在配電網調度機構的指令下參與電網的經濟運行調度，提高整個電網的經濟運行性;配電網故障時，微網與配電網斷開運行；故障恢復時，微網自動併網或接受配電網調度機構的指令後併網。

3. 智能監控平台

智能監控採用自動化監控系統，通過系統智能通訊技術，建立完整微電網自動化監控系統，完成整個微電網所有電源、儲能、負荷的信息整合和共享，綜合監視、操作/控制和數據智能轉發。微網能量管理系統的功能應用層分為以下五大功能模塊。

四、應用前景

本項目以直流供電為中心，靈活接入光伏、儲能等電源，同時為直流負載提供直流能源，全面整合能源控制參量及能量信息，實現多種形式能源協調控制和綜合能效管理，建成多點接入、網絡共享、需求感知的交直流混合微電網。

該項目的建成，推動了光伏發電和傳統能源的有效結合，促進新能源的發展，加速建築實現碳減排碳達峰目標，具有十分重要的意義。