Анкори Лю Цюся

Опираясь на структуру системы и ключевые технологии, которые должны быть решены в рамках проекта, проектная схема распределенной фотоэлектрической электростанции на крыше, основанная на интеграции хранения света, подтвердила жизнеспособность этой схемы на примере фактической сборки и эксплуатации и нашла практическое решение для фотоэлектрической генерации на крыше, основанной на интеграции хранения света.

Ключевые слова: Крыша; Распределенные фотоэлектрические электростанции; Интеграция оптического хранения; Эффект запуска

0. Введение

В последние годы технология фотоэлектрической генерации достигла значительного развития, стоимость постепенно снижается, область применения постоянно расширяется. Распределенная фотоэлектрическая электростанция на крыше, благодаря своим уникальным преимуществам, стала важной формой применения фотоэлектрической энергии. Тем не менее, фотоэлектрическая энергия имеет определенную нестабильность, такую как интенсивность света и влияние погодных условий, что делает фотоэлектрическую энергию более волатильной. Чтобы решить эту проблему, появилась интегрированная технология хранения света. Интегрированная технология хранения и хранения света, объединяя фотоэлектрическую энергию с системой хранения энергии, обеспечивает плавный выход фотоэлектрической энергии, повышает стабильность и надежность системы и расширяет область применения фотоэлектрической энергии.

Структура распределенной фотоэлектрической электростанции на крыше на основе интегрированной системы хранения света

1.1 Общие рамки системы

Общая система распределенных фотоэлектрических электростанций на крыше, основанная на интегрированном хранении света, включает фотоэлектрические массивы и инверторы, системы хранения энергии, системы планирования электроэнергии и управления энергией. Фотоэлектрические массивы преобразуют солнечную энергию в постоянный ток; Инвертор преобразует энергию постоянного тока в энергию переменного тока, сеть питания или использование нагрузки; Системы хранения энергии отвечают за подачу электроэнергии к нагрузкам, когда фотоэлектрическая энергия недостаточна для удовлетворения потребностей в нагрузке, а также за хранение энергии при избытке фотоэлектрической энергии; Система планирования электроэнергии и управления энергией обеспечивает скоординированное управление фотоэлектрическими системами выработки и хранения энергии в соответствии с требованиями нагрузки и фотоэлектрическими условиями производства электроэнергии. Благодаря тесному сотрудничеству между вышеуказанными частями система распределенных фотоэлектрических электростанций на крыше, основанная на комплексном хранении света, может обеспечить * эффективное использование солнечной энергии и повысить стабильность и надежность системы.

1.2 Фотоэлектрические решетки и инверторы

Фотоэлектрические массивы являются основной частью системы распределенных фотоэлектрических электростанций на крыше, основанной на интегрированном хранении света, и в основном отвечают за преобразование солнечной энергии в электричество постоянного тока. Выбор и конструкция фотоэлектрических массивов должны учитывать производительность, стоимость и надежность фотоэлектрических компонентов и т. Д. Выбор подходящей фотоэлектрической решетки должен основываться на различных потребностях применения. В то же время, чтобы обеспечить * отслеживание высокой мощности и повысить эффективность системы, стратегия выбора и управления инвертором также имеет решающее значение.

1.3 Системы хранения энергии

Системы хранения энергии могут выбирать различные типы технологий хранения энергии в зависимости от различных сценариев применения и потребностей, таких как литий - ионные батареи, ванадиевые жидкостные батареи и т. Д. При проектировании емкости системы хранения энергии необходимо в полной мере учитывать такие факторы, как волатильность производства фотоэлектрической энергии, спрос на нагрузку и стоимость системы. Кроме того, стратегия управления системой хранения энергии также является важной частью обеспечения стабильной работы системы. В зависимости от различных сценариев применения, чтобы выбрать подходящую собственную систему хранения энергии, ниже приведено сравнение общих типов хранения энергии (см. таблицу 1).

1.4 Системы управления электроэнергией и энергоснабжением

Система планирования электроэнергии и управления энергией отвечает за скоординированное управление фотоэлектрической генерацией и системой хранения энергии для достижения плавного выхода фотоэлектрической энергии и повышения стабильности и надежности системы. Системы планирования электроэнергии и управления энергией должны контролировать фотоэлектрическую мощность в режиме реального времени, состояние системы хранения энергии и потребности в нагрузке, а также разрабатывать рациональные стратегии планирования. Типичные стратегии планирования включают сглаживание пиковой долины, приоритетное удовлетворение потребностей в нагрузке, оптимизацию стратегии зарядки и разрядки. Чтобы улучшить интеллект системы, планирование электроэнергии и управление энергией могут быть объединены с искусственным интеллектом, анализом больших данных и другими технологиями.

2. Ключевые технологии

Ключевые технологии в системах распределенных фотоэлектрических электростанций на крыше, основанных на интегрированном хранении света, включают * выбор и проектирование эффективных фотоэлектрических компонентов, инверторные технологии, технологии систем хранения энергии и стратегии планирования и управления энергией, а также оптимизацию конструкции крыши и проектирование безопасности.

2.1 Выбор и проектирование фотоэлектрических компонентов

Эффективность фотоэлектрических компонентов напрямую влияет на эффективность выработки электроэнергии во всей системе. При выборе фотоэлектрических компонентов следует в полной мере учитывать такие факторы, как параметры производительности, стоимость, надежность и срок службы компонентов. Типы фотоэлектрических компонентов, распространенные на рынке в настоящее время, включают кристаллические кремниевые солнечные батареи, тонкопленочные солнечные батареи и так далее. Кроме того, в зависимости от конкретных условий и потребностей крыши, можно спроектировать рациональную компоновку фотоэлектрической решетки, которая позволит системе достичь * большой выработки электроэнергии в различных условиях освещения.

2.2 Инверторная технология

Инвертор является ключевым оборудованием в фотоэлектрических системах и отвечает за преобразование энергии постоянного тока, генерируемой фотоэлектрическими массивами, в энергию переменного тока. Эффективность инвертора и стратегия управления оказывают значительное влияние на эффективность и стабильность всей системы. В настоящее время на рынке представлены различные типы централизованных инверторов, групповых инверторов и микроинверторов. При выборе инвертора следует учитывать все факторы, такие как размер системы, характеристики компонентов, условия установки и т.д. В то же время, инвертор * алгоритм отслеживания точек большой мощности (MPPT) и защитные функции также оказывают значительное влияние на производительность системы.

2.3 Технология систем хранения энергии

Система хранения энергии является ключевой частью распределенной фотоэлектрической электростанции с интегрированной крышей хранения света, производительность и конструкция которой напрямую влияют на стабильность и надежность системы.

2.3.1 Выбор типа хранения энергии

В зависимости от различных сценариев применения и потребностей могут быть выбраны различные типы технологий хранения энергии, такие как литий - ионные батареи, ванадиевые жидкостные батареи, конденсаторы * класса и т. Д. При выборе типа хранения энергии следует учитывать такие факторы, как производительность, стоимость, срок службы и безопасность оборудования для хранения энергии.

2.3.2 Проектирование емкости для хранения энергии

При проектировании мощностей для хранения энергии необходимо в полной мере учитывать такие факторы, как волатильность производства фотоэлектрической энергии, спрос на нагрузку и стоимость системы. Разумная конструкция емкости для хранения энергии обеспечивает стабильную работу системы в различных условиях освещения и нагрузки, избегая при этом чрезмерных инвестиций. Обычно для расчета и оптимизации емкости хранения энергии используются такие методы, как анализ энергетического баланса и вероятностный статистический анализ.

2.3.3 Стратегия управления системой хранения энергии

Стратегия управления системой хранения энергии играет важную роль в обеспечении стабильной работы системы и повышении эффективности производства электроэнергии. Общие стратегии управления включают оптимизацию стратегий зарядки и разрядки, оценку состояния, диагностику неисправностей и защиту. В то же время, в сочетании с искусственным интеллектом, анализом больших данных и другими * технологиями для достижения более интеллектуального управления системой хранения энергии.

2.4 Планирование электроэнергии и стратегии управления энергией

Стратегии планирования электроэнергии и управления энергией играют ключевую роль в обеспечении совместной работы фотоэлектрических систем производства и хранения энергии. Типичные стратегии планирования включают сглаживание пиковой долины, приоритетное удовлетворение потребностей в нагрузке, оптимизацию стратегии зарядки и разрядки. Стратегии планирования электроэнергии и управления энергией должны динамически корректироваться в соответствии с фактическими потребностями в нагрузке, фотоэлектрической генерации и состоянием системы хранения энергии для обеспечения стабильной работы системы и * эффективной выработки электроэнергии.

2.5 Дизайн оптимизации и безопасности крыши

Конструкция крыши оптимизирована и безопасна для обеспечения стабильной работы распределенных фотоэлектрических электростанций на крыше и продления срока службы системы. В процессе проектирования следует в полной мере учитывать несущую способность крыши, конструкционную форму, способ установки, противоминную защиту, противопожарную защиту, защиту от ветра и другие факторы. Кроме того, фотоэлектрические компоненты, инверторы, системы хранения энергии и другое оборудование должны быть рационально распределены, чтобы облегчить установку, обслуживание и устранение неполадок системы. При проектировании системы безопасности следует соблюдать национальные и региональные стандарты и нормы, обеспечивающие безопасную работу системы в различных условиях окружающей среды.

3. Случаи реализации

В соответствии с вышеизложенными концепциями проектирования и ключевыми технологиями в крупном торговом комплексе было проведено практическое применение. Площадь крыши комплекса составляет около 5 тыс. м2. Для повышения энергоэффективности и снижения затрат на электроэнергию на крыше установлена оптоаккумулирующая распределенная фотоэлектрическая электростанция. Проект рассчитан на удовлетворение около 60% ежедневных потребностей коммерческого комплекса в электроэнергии.

3.1 Проектирование и осуществление

В зависимости от площади крыши и потребностей владельца выберите соответствующее оборудование. Фотоэлектрические компоненты: Выберите компонент монокристаллического кремния LONgiSolarLR6 - 72HPH450W общей мощностью 560 пластин с общей установленной мощностью 252 кВт. Инвертор: Выберите трехфазный каскадный инвертор SungrowSG110CX, всего 2, общая емкость 220 кВт. Система хранения энергии: Выберите литий - ионную батарею CATLLFP, емкость хранения 300 кВт · ч. Во время реализации фотоэлектрические компоненты расположены на крыше в соответствии с южным наклонением 20°, что позволяет увеличить выработку электроэнергии *. В то же время инверторы и системы хранения энергии устанавливаются в машинном отделении вблизи крыши, чтобы уменьшить потери на линии.

3.2 Оценка и оптимизация производительности

После года эксплуатации фотоэлектрическая электростанция достигла примерно 305 МВт · ч, что соответствует ожидаемой цели. Система хранения энергии хранит излишки фотоэлектрической энергии в дневное время и высвобождает их в ночное время, что позволяет коммерческому комплексу сглаживать пиковую долину в периоды пикового потребления электроэнергии. Ниже приведены изменения основной переменной нагрузки после эксплуатации электростанции (см. таблицу 2). Мониторинг и анализ производительности системы показали, что эффективность генерации фотоэлектрических компонентов нуждается в дальнейшем повышении, поэтому частота очистки была увеличена для обеспечения долгосрочной стабильной работы фотоэлектрических компонентов.

3.3 Анализ экономической эффективности

Общий объем инвестиций в проект составляет около 1,5 млн. юаней. После года эксплуатации экономия на расходах на электроэнергию составила около 180 000 юаней. В то же время, в соответствии с политикой субсидирования местных органов власти, проект также может получить около 70 000 юаней в год субсидируемого дохода. В совокупности, срок окупаемости инвестиций в проект составляет около 6 лет и имеет лучшую экономическую эффективность.

3.4 Анализ проекта

Этот случай основан на фактических потребностях коммерческого комплекса в электроэнергии, рациональной конфигурации фотоэлектрических компонентов, инверторов и систем хранения энергии, что позволяет всей системе удовлетворять около 60% ежедневных потребностей в электроэнергии, снижая зависимость от внешних сетей. Выбранные монокристаллические кремниевые компоненты LONgiSolarLR6 - 72HPH450W с высокой эффективностью преобразования (20,6%) обеспечивают высокую производительность и стабильность фотоэлектрических систем. Кроме того, используется трехфазный каскадный инвертор SungrowSG110CX с высокой * высокой эффективностью, способный адаптироваться к работе в различных условиях освещения и улучшающий выход энергии всей системы. В то же время литий - ионные батареи CATLLFP используются в качестве систем хранения энергии с высокой плотностью энергии, долголетием и безопасностью, что позволяет эффективно хранить и использовать фотоэлектрическую энергию. Благодаря системе планирования электроэнергии и управления энергией обеспечивается хранение и ночное высвобождение дневной фотоэлектрической энергии, что снижает нагрузку на электроэнергию в пиковые периоды потребления и повышает стабильность всей системы. Позже также была оптимизирована, чтобы обнаружить и решить проблему эффективности выработки электроэнергии фотоэлектрическими компонентами, увеличить частоту очистки, чтобы обеспечить долгосрочную стабильную работу фотоэлектрических компонентов.

Системы управления энергией микросетей Acrel - 2000MG

4.1 Общий обзор

Система управления запасами энергии Acrel - 2000MG представляет собой локализованную систему управления энергией, разработанную Acrel специально для промышленных и промышленных электростанций хранения энергии, которая может выполнять функции сбора данных, обработки данных, хранения данных, поиска и анализа данных, визуального мониторинга, управления сигнализацией, статистической отчетности, стратегического управления, исторической кривой и других функций электростанции хранения энергии. Среди них стратегическое управление, поддержка различных вариантов стратегии управления, включая кривую планирования, сокращение пикового заполнения долины, контроль спроса, противоток и так далее. Система может не только обеспечить единый мониторинг и управление ячейками хранения энергии на более низком уровне, но и обеспечить передачу данных и взаимодействие с вышестоящими диспетчерскими системами и облачными платформами, которые могут не только принимать инструкции по планированию на более высоком уровне, но и удовлетворять удаленному мониторингу и обслуживанию, обеспечивая безопасную, стабильную, надежную и экономичную работу системы хранения энергии.

4.2 Сценарии применения

Подходит для промышленных и коммерческих электростанций хранения энергии, новых электростанций распределения энергии.

4.3 Структура системы

4.4 Функциональность системы

(1) Регулирование в режиме реального времени

Регулирование работы микросетей в режиме реального времени, включая городскую электроэнергию, фотоэлектричество, ветроэнергетику, хранение энергии, зарядные сваи и электрическую нагрузку, а также данные о доходах, погодные условия, энергосбережение и сокращение выбросов и другую информацию.

(2) Интеллектуальный мониторинг

Мониторинг в режиме реального времени системной среды, фотоэлектрических компонентов, фотоэлектрических инверторов, инверторов управления ветром, аккумуляторных батарей, накопителей и преобразователей энергии, энергопотребляющих устройств и т. Д., Чтобы понять состояние работы микросетевой системы.

(3) Прогноз мощности

Краткосрочные и сверхкороткие прогнозы мощности для распределенных энергосистем, а также анализ соответствия и ошибок.

(4) Качество электроэнергии

Обеспечение непрерывного контроля за качеством и надежностью электроэнергии в рамках всей микросетевой системы. Такие, как гармоника напряжения, вспышка напряжения, дисбаланс напряжения и другие стабильные данные, а также данные о временном подъеме / временном падении напряжения, данные о переходном состоянии прерывания напряжения для мониторинга и анализа и отображения записи, а также для мониторинга напряжения и переходного изменения тока.

(5) Визуальная работа

Реализация микросети без обслуживания, реализация цифрового, интеллектуального, удобного управления; Непрерывный контроль важных нагрузок и оборудования.

(6) Оптимизация контроля

Анализируя исторические данные о потреблении электроэнергии, погодные условия для прогнозирования мощности нагрузки, а также в сочетании с распределенной мощностью питания и состоянием хранения энергии, для достижения экономической оптимизации планирования, чтобы уменьшить потребление электроэнергии в пиковые или пиковые часы, снизить общую стоимость потребления электроэнергии предприятием.

(7) Анализ прибыли

Пользователи могут просматривать ежедневные данные о потреблении электроэнергии и доходах в трех частях: фотоэлектрическом, накопительном и зарядном столбах, а также переключаться на годовые отчеты, чтобы увидеть количество электроэнергии и прибыль за каждый месяц.

(8) Энергетический анализ

Анализируя эффективность выработки электроэнергии и эффективность преобразования фотоэлектрического, ветрового и накопительного оборудования, используется для оценки производительности и состояния оборудования.

(9) Настройка стратегии

Конфигурация микросетей в основном устанавливает состав микросетевой системы, основные параметры, стратегию работы и статистику. Стратегии включают в себя плановые кривые, сокращение пиковых долин, контроль спроса, поглощение новой энергии, управление обратной мощностью и так далее.

5. Аппаратное обеспечение и сопутствующие продукты

6. Заключение

Распределенная фотоэлектрическая электростанция с интегрированной крышей хранения света сочетает в себе фотоэлектрическую генерацию и систему хранения энергии и имеет значительную оптимизацию энергии и экономические выгоды. Структура системы включает фотоэлектрические массивы, инверторы, системы хранения энергии и системы планирования и управления энергией. Ключевые технологии включают в себя выбор и проектирование фотоэлектрических компонентов, инверторную технологию, технологию систем хранения энергии и стратегии планирования и управления энергией. Благодаря практическому тематическому анализу можно обнаружить, что распределенные фотоэлектрические электростанции с интегрированной крышей для хранения света имеют широкие перспективы применения в зданиях. По мере дальнейшего развития фотоэлектрических технологий и технологий хранения энергии, а также поддержки политики, технические преимущества и экономические выгоды распределенных фотоэлектрических электростанций на крыше с интегрированным хранением света станут более очевидными. В будущем распределенные фотоэлектрические электростанции с интегрированной крышей для хранения света обеспечат экологически чистые и устойчивые энергетические решения для большего числа зданий и внесут позитивный вклад в борьбу с энергетическим кризисом и изменением климата.

Список литературы

[1] Чэнь Юмэн. проектирование и реализация распределенной фотоэлектрической электростанции на крыше на основе интегрированного хранения света.

[2] Идеал, Ли Бэй. Проектирование и реализация распределенных фотоэлектрических электростанций на крыше [J]. Применение интегральных схем, 2023, 40 (3): 52 - 54.

[3] Е Хунцзи, Вэйдун, Го Цянь, и так далее. Метод расчета прогнозируемой выработки электроэнергии распределенными фотоэлектрическими электростанциями на основе проектной информации [J]. Solar Journal, 2021, 42 (4): 253 - 259.

[4] Руководство по проектированию и применению микроэлектрических сетей компании « Анкори» 022 05