【科普】解析光伏储能系统的四种类型
发布日期：2018/7/25
根据不同的应用场合，太阳能光伏储能发电系统分为光伏离网发电系统、并离网储能系统、光伏并网储能系统、微网储能系统四种。
自能源局5月31号发布新的政策，分布式光伏只安排10G左右的补贴规模，而在6月1号之前，全国分布式光伏的安装规模已经突破了10GW，因此2018年6月后，分布式光伏可能已没有国家补贴。如果没有补贴，全额上网的项目、自用比例较少的项目、电价较低的地区，收益将大幅下降，没有投资价值。纯光伏项目投资收益下降，于是大家将目光投向光伏储能，希望在这个领域有所突破，增加新收益。
光伏储能与并网发电不一样，要增加蓄电池，以及蓄电池充放电装置，虽然前期成本要增加20-40%，但是应用范围要宽广很多。根据不同的应用场合，太阳能光伏储能发电系统分为离网发电系统、并离网储能系统、并网储能系统和多种能源混合微网系统等四种。
1光伏离网发电系统
光伏离网发电系统，不依赖电网而独立运行，应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。系统由光伏方阵、太阳能控制器、逆变器、蓄电池组、负载等构成。
光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能控制逆变一体机给负载供电，同时给蓄电池组充电;在无光照时，由蓄电池通过逆变器给交流负载供电。
1离网发电系统示意图
光伏离网发电系统是专门针对无电网地区或经常停电地区场所使用的，是刚性需求，离网系统不依赖于电网，靠的是“边储边用”或者“先储后用”的工作模式，干的是“雪中送炭”的事情。对于无电网地区或经常停电地区家庭来说，离网系统具有很强的实用性，目前光伏离网度电成本约1.0-1.5元，相比并网系统要高很多，但相比燃油发电机的度电成本1.5-2.0元，更经济环保。
2并离网储能系统
并离网型光伏发电系统广泛应用于经常停电，或者光伏自发自用不能余量上网、自用电价比上网电价贵很多、波峰电价比波谷电价贵很多等应用场所。
图2、并离网发电系统示意图
系统由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能并离网一体机、蓄电池组、负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过太阳能控制逆变一体机给负载供电，同时给蓄电池组充电;在无光照时，由蓄电池给太阳能控制逆变一体机供电，再给交流负载供电。
相对于并网发电系统，并离网系统增加了充放电控制器和蓄电池，系统成本增加了30%左右，但是应用范围更宽。一是可以设定在电价峰值时以额定功率输出，减少电费开支;二是可以电价谷段充电，峰段放电，利用峰谷差价赚钱;三是当电网停电时，光伏系统做为备用电源继续工作，逆变器可以切换为离网工作模式，光伏和蓄电池可以通过逆变器给负载供电。
3光伏并网储能系统
并网储能光伏发电系统，能够存储多余的发电量，提高自发自用比例，应用于光伏自发自用不能余量上网、自用电价比上网电价价格贵很多、波峰电价比波平电价贵很多等应用场所。系统由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能控制器、电池组、并网逆变器、电流检测装置、负载等构成。当太阳能功率小于负载功率时，系统由太阳能和电网一起供电，当太阳能功率大于负载功率时，太阳能一部分给负载供电，一部分通过控制器储存起来。
图3、 并网储能系统示意图
在一些国家和地区，之前装了一套光伏系统，后取消了光伏补贴，就可以安装一套并网储能系统，让光伏发电完全自发自用。并网储能机可以兼容各个厂家的逆变器，原来的系统可以不做任何改动。当电流传感器检测到有电流流向电网时，并网储能机开始工作，把多余的电能储存到蓄电池中，如果蓄电池也充满了，还可以打开电热水器。晚上家庭负载增加时，可以控制蓄电池通过逆变器向负载送电。
4微网储能系统
微网系统由太阳能电池方阵、并网逆变器、PCS双向变流器、智能切换开关、蓄电池组、发电机、负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过逆变器给负载供电，同时通过PCS双向变流器给蓄电池组充电;在无光照时，由蓄电池通过PCS双向变流器给负载供电。
微电网可充分有效地发挥分布式清洁能源潜力，减少容量小、发电功率不稳定、独立供电可靠性低等不利因素，确保电网安全运行，是大电网的有益补充。微电网可以促进传统产业的升级换代，从经济环保的角度可以发挥巨大作用。专家表示，微电网应用灵活，规模可以从数千瓦直至几十兆瓦，大到厂矿企业、医院学校，小到一座建筑都可以发展微电网。
图4、光伏微网储能系统示意图
微网系统和纯离网系统相比的主要优势
1、应用范围更宽，离网系统只能脱离大电网而使用，而微网系统则包括离网系统和并网系统所有的应用，有多种工作模式
2、系统配置灵活，并网逆变器可以根据客户的实际情况选择单台或者多台自由组合，可以选择组串式逆变器或者集中式逆变器，甚至可以选择不同厂家的逆变器。并网逆变器和PCS变流器功率可以相等，也可以不一样。
3、系统效率高，微网系统光伏发电经过并网逆变器，可以就近直接给负荷使用，实际效率高达96%，双向变流器主要起稳压作用。
4、带载能力强，微网系统并网逆变器和双向变流器可以同时给负载供电，当光照条件好时，带载能大可以增加很多。
来源：古瑞瓦特
