10月24-25日，2017發(fā)電側(cè)儲能技術(shù)商業(yè)化應(yīng)用論壇在青海西寧舉行。在“發(fā)電側(cè)儲能電站需求及解決方案”主題分論壇上，華能清潔能源技術(shù)研究院可再生能源發(fā)電技術(shù)部高級工程師彭文博做了題為“組件級光伏系統(tǒng)技術(shù)研究及其在光儲系統(tǒng)中的應(yīng)用探索”的主題演講。

以下為演講內(nèi)容：

彭文博：

主持人：下面有請華能清潔能源研究院彭文博給大家分享“組件級光伏系統(tǒng)技術(shù)研究及其在光儲系統(tǒng)中的應(yīng)用探索”。大家歡迎

彭文博：非常榮幸有機(jī)會在此分享一下我們團(tuán)隊(duì)在光伏以及光伏應(yīng)用方面的工作。

第一、我們自主設(shè)計(jì)和建設(shè)的分布式光伏微網(wǎng)實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

第二、華能開發(fā)的高效智能光伏系統(tǒng)。

第三、高效光伏與儲能項(xiàng)目結(jié)合探討。

北京未來科技城華能創(chuàng)新基地分布式微網(wǎng)發(fā)電實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)。

1、復(fù)雜屋面的光伏方陣布置優(yōu)化。

2、直流模塊式光伏發(fā)電系統(tǒng)。

3、直流側(cè)儲能集成。

這個(gè)系統(tǒng)雖然小，但是比較復(fù)雜。通過布置優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)它對光能利用的最小遮擋。這套系統(tǒng)涵蓋多種光伏技術(shù)包括晶體硅/薄膜硅/聚光光伏，還有平單軸/斜單軸和雙軸跟蹤支架。各光伏模塊的輸出特性不一，如果按照左邊的常規(guī)的集中式的是沒有辦法集成在一起的，所以就采用了直流模塊式的結(jié)構(gòu)。使用帶最大功率點(diǎn)跟蹤功能的充放電控制器與不同輸出特性的光伏陣列組合構(gòu)成標(biāo)準(zhǔn)輸出參數(shù)的直流模塊，并入直流母線，再通過逆變器進(jìn)行集中逆變?yōu)樨?fù)載供電。

這是整體的系統(tǒng)框圖，分成直流系統(tǒng)和交流系統(tǒng)，直流系統(tǒng)是光伏陣列，MPPT控制器和蓄電池。交流系統(tǒng)包括雙向逆變器/微網(wǎng)負(fù)載和外電網(wǎng)。

它的運(yùn)行邏輯，在并網(wǎng)情況下，光伏組件所發(fā)出的電通過變換以后，多余的電量直接上網(wǎng)。如果是電網(wǎng)斷掉，蓄電池的作用將發(fā)揮出來，光伏組件優(yōu)先負(fù)載使用，如果組件的功率大于負(fù)載的功率，通過逆變器升高直流母線的電壓，能夠使得直流母線的電能往蓄電池走，如果這時(shí)候負(fù)載大，光伏小的情況下，會在放電狀態(tài)，同樣也是逆變器調(diào)節(jié)變壓，使得母線變壓降低，使蓄電池的動力輸出，這種情況下，保證微網(wǎng)的負(fù)載能夠穩(wěn)定供電。

高效智能光伏系統(tǒng)集成技術(shù)研究，系統(tǒng)效率、可靠性以及智能化運(yùn)行水平是評判光伏電站技術(shù)先進(jìn)性的重要標(biāo)準(zhǔn)，常規(guī)光伏系統(tǒng)在以上三方面均存在明顯問題：

系統(tǒng)效率方面：受制于常規(guī)光伏系統(tǒng)中光伏組件串并聯(lián)損耗、光伏組件最大功率點(diǎn)跟蹤。

可靠性方面，常規(guī)光伏系統(tǒng)受木桶效應(yīng)和瓶頸效應(yīng)影響明顯。

光伏組件出力最大化。依靠分布式MPPT技術(shù)，每一組件獨(dú)立進(jìn)行最大功率跟蹤并自動匹配串聯(lián)電流和并聯(lián)電壓，完全消除光伏系統(tǒng)木桶效應(yīng)，最大化光伏系統(tǒng)出力，提高光伏組件容錯(cuò)能力。

2、逆變器使用效率最大化。依靠集群式逆變技術(shù)，即使用一組小功率逆變器替換原大功率逆變器，根據(jù)直流母線功率大小動態(tài)調(diào)節(jié)投入運(yùn)行的逆變器數(shù)量，提高逆變效率，完全消除光伏系統(tǒng)瓶頸效應(yīng)，提高逆變器容錯(cuò)能力；

3、線損最小化。

4、組件級智能監(jiān)控。

這是我們的一些關(guān)鍵技術(shù)，這個(gè)盒子是動力控制器，是我們自己開發(fā)的。作用是把每個(gè)光伏組件在電學(xué)上完全與其周圍光伏組件隔離，其自身工作狀態(tài)的改變不影響周圍組件，周圍租金工作狀態(tài)的改變也不會影響改組件自身的工作狀態(tài)，完全消除光伏系統(tǒng)的木桶效應(yīng)。

第二、集群式逆變系統(tǒng)。以100—200兆瓦逆變模塊為單元，集中組合為1兆瓦和2兆瓦逆變系統(tǒng)。

第三、光伏智能跟監(jiān)控平臺。

北京未來科技城建了一個(gè)小的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，是15千瓦，20組件一串，與一個(gè)常規(guī)的系統(tǒng)進(jìn)行對接，這個(gè)是我們的系統(tǒng)對比圖，左下是系統(tǒng)對比圖，黃色是實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，它的電壓等級和實(shí)時(shí)功率明顯的高于常規(guī)系統(tǒng)。

右下角的圖是我們實(shí)施的監(jiān)控界面，在圖中可以明顯的看到，每個(gè)光伏組件的工作狀態(tài)，同時(shí)在第二排的藍(lán)色這排的最右端我們做了一個(gè)人為的遮擋，完全不影響周邊組件的工作狀態(tài)。

這套系統(tǒng)的應(yīng)用，在復(fù)雜地形的情況下或者應(yīng)用比較多的情況下，失配會比較明顯，MPPT誤差損失，提升發(fā)電量。

平地：集群式相對于組串式和集散式兩種優(yōu)化技術(shù)的重大突破在于該技術(shù)不僅適用于山地電站，在平地電站同樣能發(fā)揮其技術(shù)優(yōu)勢。

水面：水面電站的主要問題在于巡檢難和組件PID風(fēng)險(xiǎn)高，該技術(shù)可提供組件級的遠(yuǎn)程巡檢能力，同時(shí)從源頭消除PID問題發(fā)生的前提。

最后，我們想探討一下這個(gè)高效光伏系統(tǒng)與儲能系統(tǒng)結(jié)合應(yīng)用的前景，這三種大家談的比較多的是常見的光伏儲能形式、最左邊的是最常見的交流儲能，特點(diǎn)是電力到蓄電池，蓄電池再放出電，經(jīng)過三次變電環(huán)境，而且交流儲能的變電器，電纜和變壓器，這種方式成本是比較高的。

第二種方式是光伏組件直接通過DCDC充給蓄電池，相當(dāng)于減少了一次能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)，但是它的設(shè)備是最復(fù)雜的，逆變器DCDC之間的通訊的配合也略微復(fù)雜。

第三種相當(dāng)于是目前比較優(yōu)質(zhì)的方案，我們單位自己開發(fā)的一套方案，它是通過在光伏的直流側(cè)，通過DCDC接入蓄電池，只需要通過調(diào)節(jié)逆變和和DCDC之間的調(diào)節(jié)可以實(shí)現(xiàn)不同的工況上的調(diào)節(jié)。

直流母線電壓由逆變器直接控制，逆變器可根據(jù)調(diào)度指令直接控制電池充放電，沒有額外通訊環(huán)節(jié)，限電時(shí)逆變器提高直流母線電壓電能會自動向蓄電池轉(zhuǎn)移，具備放電條件時(shí)逆變器降低直流母線電壓電能會自動由逆變器輸出。

由于MPPT位于直流母線前端，儲能系統(tǒng)的任何操作都不會影響光伏組件保持最大出力狀態(tài)，不存在儲能系統(tǒng)與MPPT協(xié)調(diào)控制的問題。

蓄電池直接接入光伏系統(tǒng)直流母線，不添加任何設(shè)備，因此不會增加額外設(shè)備成本和電能損耗。

以上是我的報(bào)告。謝謝各位。