针对光伏储能的微电网系统设计
3 储能系统设计
系统采用光伏和储能混合供电，有市电情况下，由光伏和市电给负载供电，市电断电时，由储能系统和光伏继续供电，电池备用时间为10h，负载为65KW。
3.1 系统一次图：
3.2 电池选型和串并联设计
由于系统负载65KW，备用10小时，则需要电量为650KWh，考虑0.7的电池放电深度，则需要电量大约为930KWh。
该储能系统选用阀控密封免维护蓄电池（AGM胶体）：每节2V，1500Ah。采用310节串联。电池端口电压620V。这样电池组的总容量为：
2×1500×310=930KWh
3.3 储能变流器选型
对于储能系统，设计采用双向逆变器实现蓄电池储能系统与交流母线的能量交互。双向逆变器采用逆变/充电一体机可以实现纯正弦波输出交流电压，以及在交流逆变器中集合了蓄电池充电功能、交流自动切换开关等。由于它具有与电网并网运行或脱离电网单独运行的双重功能，双向逆变器能够与光伏发电系统一起，提供全天候或备用电能。
设备容量：80KW
直流输入电压范围：500-800V
交流输出电压：400Vac
选型说明：在离网状态下，设备空载时，80KW光伏通过PCS给电池充电，考虑20%的系统容量，则需要80×1.2=100KW的PCS容量。
4 系统运行说明
4.1 市电正常时，系统处于并网运行模式，设备并网的启动和运行过程如下：
（1）并离网控制柜内的控制器会实时检测与市电连接的并离网开关上端的电压和频率，当市电处于正常电压范围内时，控制器控制并离网开关闭合。（2）光伏逆变器检测到市电在允许正常工作的范围内后，根据设定的参数，在一定的启动延时内自动开机运行，发出的电能提供给负载，多余的电能会返送回电网。（3）储能变流器（PCS）在并网运行模式下，设定为充电状态，使电池保持在浮充状态。
4.2 市电故障时，系统处于离网运行模式，设备的运行状态和模式切换过程如下：
（1）并离网控制柜内的控制器检测到市电失电后，控制并离网开关断开，同时发出并网转离网的控制信号给储能变流器。（2）光伏逆变器检测到市电掉电后，进入孤岛运行保护，标准要求2S内停机，假设300ms内可停机，则此段时间内交流母线还带电。（3）PCS在接受到并网转离网指令后，同时检测设备端口确实失电后，PCS先关机再启动并按离网模式运行。如PCS不检测端口电压状态，则整个切换过程约80ms；如为确保PCS可靠运行，防止误判断，同时检测端口电压状态，则整个切换过程需加上光伏逆变器孤岛保护时间，约380ms。模式转换过程中，负载会掉电一小段时间，离网运行时PCS的输出功率由负载决定。（4）光伏逆变器检测到PCS提供的支撑电压在允许工作的正常范围内时，自动开机运行。当光伏发出的电能小于负载的消耗时，光伏和PCS同时给负载供电；当光伏发出的电能大于负载的消耗时，多余的电能可以通过PCS反灌给电池充电。
系统采用光伏和储能混合供电，有市电情况下，由光伏和市电给负载供电，市电断电时，由储能系统和光伏继续供电，电池备用时间为10h，负载为65KW。
3.1 系统一次图：
3.2 电池选型和串并联设计
由于系统负载65KW，备用10小时，则需要电量为650KWh，考虑0.7的电池放电深度，则需要电量大约为930KWh。
该储能系统选用阀控密封免维护蓄电池（AGM胶体）：每节2V，1500Ah。采用310节串联。电池端口电压620V。这样电池组的总容量为：
2×1500×310=930KWh
3.3 储能变流器选型
对于储能系统，设计采用双向逆变器实现蓄电池储能系统与交流母线的能量交互。双向逆变器采用逆变/充电一体机可以实现纯正弦波输出交流电压，以及在交流逆变器中集合了蓄电池充电功能、交流自动切换开关等。由于它具有与电网并网运行或脱离电网单独运行的双重功能，双向逆变器能够与光伏发电系统一起，提供全天候或备用电能。
设备容量：80KW
直流输入电压范围：500-800V
交流输出电压：400Vac
选型说明：在离网状态下，设备空载时，80KW光伏通过PCS给电池充电，考虑20%的系统容量，则需要80×1.2=100KW的PCS容量。
4 系统运行说明
4.1 市电正常时，系统处于并网运行模式，设备并网的启动和运行过程如下：
（1）并离网控制柜内的控制器会实时检测与市电连接的并离网开关上端的电压和频率，当市电处于正常电压范围内时，控制器控制并离网开关闭合。（2）光伏逆变器检测到市电在允许正常工作的范围内后，根据设定的参数，在一定的启动延时内自动开机运行，发出的电能提供给负载，多余的电能会返送回电网。（3）储能变流器（PCS）在并网运行模式下，设定为充电状态，使电池保持在浮充状态。
4.2 市电故障时，系统处于离网运行模式，设备的运行状态和模式切换过程如下：
（1）并离网控制柜内的控制器检测到市电失电后，控制并离网开关断开，同时发出并网转离网的控制信号给储能变流器。（2）光伏逆变器检测到市电掉电后，进入孤岛运行保护，标准要求2S内停机，假设300ms内可停机，则此段时间内交流母线还带电。（3）PCS在接受到并网转离网指令后，同时检测设备端口确实失电后，PCS先关机再启动并按离网模式运行。如PCS不检测端口电压状态，则整个切换过程约80ms；如为确保PCS可靠运行，防止误判断，同时检测端口电压状态，则整个切换过程需加上光伏逆变器孤岛保护时间，约380ms。模式转换过程中，负载会掉电一小段时间，离网运行时PCS的输出功率由负载决定。（4）光伏逆变器检测到PCS提供的支撑电压在允许工作的正常范围内时，自动开机运行。当光伏发出的电能小于负载的消耗时，光伏和PCS同时给负载供电；当光伏发出的电能大于负载的消耗时，多余的电能可以通过PCS反灌给电池充电。
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