興起于2009年的國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)，目前已走過近10年的發(fā)展歷程。10年間，國(guó)內(nèi)光伏市場(chǎng)針對(duì)客戶需求延伸出各種各樣的應(yīng)用場(chǎng)景：無電地區(qū)的光伏離網(wǎng)應(yīng)用、有補(bǔ)貼地區(qū)的光伏并網(wǎng)應(yīng)用，補(bǔ)貼下降或峰谷電壓差異較大地區(qū)的光伏儲(chǔ)能應(yīng)用。針對(duì)三種典型應(yīng)用，我們來了解下它們的系統(tǒng)組成、產(chǎn)品拓?fù)浼芭渲梅椒ā?/p>

　　一、 光伏離網(wǎng)系統(tǒng)

　　光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，可不依賴電網(wǎng)獨(dú)立運(yùn)行，但為了不浪費(fèi)光伏能量，該系統(tǒng)必須配置儲(chǔ)能電池。光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)由光伏方陣、離網(wǎng)逆變器、蓄電池組、柴油發(fā)電機(jī)或電網(wǎng)、負(fù)載等構(gòu)成，可廣泛應(yīng)用于偏遠(yuǎn)山區(qū)、電力不穩(wěn)定或無電區(qū)、海島、通訊基站等應(yīng)用場(chǎng)所。當(dāng)然，電網(wǎng)或柴油發(fā)電機(jī)作為備用源旁路使用，并不是必須的。光伏離網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)如下圖：

　　圖1：光伏離網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)圖

　　值得一提的是，離網(wǎng)逆變器作為該系統(tǒng)的核心，其工作必須配置蓄電池組。另外，對(duì)于無電力地區(qū)可不接入發(fā)電機(jī)或電網(wǎng)，而對(duì)于有電力地區(qū)則建議接入發(fā)電機(jī)或電網(wǎng)，因?yàn)檫@樣可使負(fù)載優(yōu)先使用發(fā)電機(jī)或電網(wǎng)供電，以延長(zhǎng)蓄電池組的使用壽命。離網(wǎng)逆變器的內(nèi)部拓?fù)淙缦聢D：

　　圖2：離網(wǎng)逆變器內(nèi)部拓?fù)鋱D

　　離網(wǎng)逆變器共有4個(gè)輸入、輸出功率接口，應(yīng)用時(shí)需考慮下面4個(gè)方面的配置：

　　1. 蓄電池組容量配置

　　要先獲取客戶日均用電量(kWH)、自給天數(shù)、電池最大發(fā)電深度(DOD)，然后按照下述公式計(jì)算出蓄電池組容量：

　　2. 光伏組件配置

　　結(jié)合逆變器的PV側(cè)相關(guān)參數(shù)，做光伏方陣的串并聯(lián)設(shè)計(jì)：PV最大輸入功率、PV最大輸入電壓、MPPT電壓范圍、MPPT輸入路數(shù)及端子數(shù)、當(dāng)?shù)貧夂驐l件等。

　　3. AC輸入

　　交流輸入可同時(shí)兼容一般電網(wǎng)和柴油發(fā)電機(jī)，對(duì)于無電區(qū)，也可以選擇空下不接。

　　4. AC 輸出

　　根據(jù)客戶負(fù)載大小考慮并機(jī)數(shù)量，使逆變器并機(jī)后的總功率大于等于總負(fù)載功率;逆變器工作模式類似于后備式UPS，當(dāng)客戶接入U(xiǎn)PS負(fù)載時(shí)，要考慮逆變器的轉(zhuǎn)換時(shí)間是否會(huì)影響到UPS設(shè)備使用。

　　二、 光伏并網(wǎng)系統(tǒng)

　　光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，必須借助電網(wǎng)系統(tǒng)才能工作，否則逆變器會(huì)報(bào)孤島保護(hù)且不能工作。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)多用于電網(wǎng)穩(wěn)定的居民區(qū)、工商業(yè)廠房、市政公共大樓等。系統(tǒng)由光伏方陣、并網(wǎng)逆變器、電網(wǎng)、負(fù)載等構(gòu)成。其中負(fù)載根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景(自發(fā)自用余電上網(wǎng)或全額上網(wǎng))，可選擇接入或不接入。系統(tǒng)構(gòu)成如下圖：

　　圖3：光伏并網(wǎng)應(yīng)用系統(tǒng)圖

　　并網(wǎng)逆變器是該系統(tǒng)的核心，其工作必須依賴電網(wǎng)進(jìn)行，但負(fù)載不是必須的(根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)景，可選擇接入，也可選擇不接入，不影響逆變器正常工作)，且負(fù)載在配電設(shè)備里接入，并不在逆變器端完成。因?yàn)楣δ軉我?，并網(wǎng)逆變器的拓?fù)湟草^為簡(jiǎn)單，其內(nèi)部拓?fù)淙缦聢D所示:

　　圖4：并網(wǎng)逆變器內(nèi)部拓?fù)鋱D

　　并網(wǎng)逆變器只有2個(gè)輸入、輸出功率接口，應(yīng)用時(shí)也只需考慮輸入、輸出2個(gè)接口的配置：

　　1. 光伏組件配置

　　結(jié)合逆變器PV側(cè)相關(guān)參數(shù)，做光伏方陣的串并聯(lián)設(shè)計(jì)：PV最大輸入功率、PV最大輸入電壓、MPPT電壓范圍、MPPT輸入路數(shù)及端子數(shù)、當(dāng)?shù)貧夂驐l件等。

　　2. 并網(wǎng)輸出

　　考慮電網(wǎng)電壓兼容性：220V單相、380V三相、480V三相等。

　　三、 光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)

　　光伏儲(chǔ)能發(fā)電系統(tǒng)又可分為光伏離網(wǎng)儲(chǔ)能、光伏并網(wǎng)儲(chǔ)能、光伏離并網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)三大類。上面提到的光伏離網(wǎng)系統(tǒng)，也屬于光伏離網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)，這類系統(tǒng)前期投入成本較高，多應(yīng)用于無并網(wǎng)電價(jià)補(bǔ)貼或峰谷電價(jià)差異大的居民或工商業(yè)廠房地區(qū)，以提高自發(fā)自用比例或?qū)崿F(xiàn)肖峰填谷能量時(shí)移。該系統(tǒng)由光伏方陣、蓄電池組、儲(chǔ)能逆變器、負(fù)載、電網(wǎng)等組成。

　　并網(wǎng)型光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)，多由現(xiàn)存的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)改造而來。根據(jù)改造位置不同，并網(wǎng)型光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)又可分為交流耦合型并網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)和直流耦合型并網(wǎng)儲(chǔ)能系統(tǒng)，其構(gòu)成如下：

　　耦合型儲(chǔ)能逆變器，是并網(wǎng)型光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)的核心。它除了要跟并網(wǎng)光伏系統(tǒng)兼容外，還必須提供蓄電池組的輸入接口，以對(duì)蓄電池進(jìn)行充放電管理。這兩類耦合型儲(chǔ)能逆變器的內(nèi)部拓?fù)鋱D如下：

　　離并網(wǎng)型光伏儲(chǔ)能系統(tǒng)，通常是新建系統(tǒng)，很少由改造而來。這類系統(tǒng)主要通過強(qiáng)化逆變器的功能，把離網(wǎng)、并網(wǎng)、儲(chǔ)能及EPS(UPS)功能集成于一體，實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單而高效的管理，同時(shí)降低系統(tǒng)成本。系統(tǒng)構(gòu)成如下圖所示：

　　混合型逆變器(hybrid)是該系統(tǒng)的核心，允許同時(shí)接入光伏方陣、蓄電池組、負(fù)載、電網(wǎng)，可實(shí)現(xiàn)離網(wǎng)、并網(wǎng)、儲(chǔ)能及EPS等功能以及能量流動(dòng)的智能管理。由于該系統(tǒng)同時(shí)具備三個(gè)能量輸入源，且電網(wǎng)及蓄電池可雙向流動(dòng)，因此去掉其中任何一個(gè)或兩個(gè)源逆變器，該系統(tǒng)都能正常工作，故其工作模式很多。其內(nèi)部拓?fù)鋱D如下：

　　混合型逆變器共有4個(gè)功率接口，涵蓋了AC及DC耦合型并網(wǎng)逆變器，在應(yīng)用配置上是一致的。要考慮如下4個(gè)方面：

　　1. 光伏組件配置

　　結(jié)合逆變器的PV側(cè)相關(guān)參數(shù)做光伏方陣的串并聯(lián)設(shè)計(jì)：PV最大輸入功率、PV最大輸入電壓、MPPT電壓范圍、MPPT輸入路數(shù)及端子數(shù)、當(dāng)?shù)貧夂驐l件等。

　　2. 儲(chǔ)能電池配置

　　此類逆變器一般同時(shí)兼容鉛酸及鋰電池，如采用鋰電池要選用廠家推薦的品牌，非廠家推薦品牌電池BMS不兼容，機(jī)器無法工作;電池電壓要跟逆變器電池接口電壓匹配(48V/96V/150V/200V/300V/400V等);電池組容量要考慮機(jī)器離網(wǎng)工作時(shí)負(fù)載用電量及電池組放電深度(DOD)，同時(shí)確認(rèn)電池容量是否在逆變器允許的容量范圍內(nèi)。

　　3. 并網(wǎng)輸出

　　考慮電網(wǎng)電壓兼容性：220V單相、380V三相、480V三相等。對(duì)于普通的非緊急負(fù)載，可通過該接口接入，在電網(wǎng)掉電后，該接口無電力輸出。

　　4. EPS輸出

　　對(duì)于緊急重要的負(fù)載，必須通過EPS口接入。其中，在電網(wǎng)存在時(shí)，由電網(wǎng)給EPS負(fù)載供電;當(dāng)電網(wǎng)掉電時(shí)，轉(zhuǎn)由PV或儲(chǔ)能電池給EPS負(fù)載供電。應(yīng)用上要注意逆變器輸出電壓與負(fù)載電壓匹配，容性及感性負(fù)載，要格外注意按產(chǎn)品要求負(fù)載量使用，特別是帶UPS負(fù)載時(shí)，一定要選擇轉(zhuǎn)換時(shí)間小于等于10ms的產(chǎn)品，對(duì)于手動(dòng)切換或轉(zhuǎn)換時(shí)間過長(zhǎng)的不能帶UPS負(fù)載。

　　以上，對(duì)光伏常用的三種系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)組成、應(yīng)用場(chǎng)景、產(chǎn)品拓?fù)洹⒐β式涌谂渲玫确矫娴姆治?，希望?duì)大家有所幫助。當(dāng)然了，除上述三種應(yīng)用系統(tǒng)外，光伏還有其他應(yīng)用場(chǎng)景，比如MPPT優(yōu)化器、太陽能路燈、太陽能水泵、太陽能充電寶等，這里就不一一介紹。

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