Hybrid并离网储能逆变器在光伏储能系统中的应用

前言：

近年来，随着各国光伏补贴的下降，纯光伏项目投资收益下降，光伏储能系统成为越来越多人的选择。

根据不同的应用场合， 可以把光伏储能发电系统分为四种。

· 并离网储能系统.

· 离网发电系统

· 并网储能系统

· 多种能源混合微网系统

其中的并离网储能系统广泛应用于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.

光伏并离网储能系统由光伏方阵、Hybrid并离网储能逆变器、蓄电池组、负载、电网等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能，通过并离网储能逆变器给负载供电，给蓄电池组充电;在无光照时，由蓄电池和电网给交流负载供电。

相对于并网发电系统， 并离网一体系统的成本有所增加， 但应用范围更为宽广，功能也更为强大。

系统中最核心的部分就是Hybrid并离网储能逆变器， 通过对逆变器的设置，可以实现多种工作模式。本文将以纳通ESC系列 机型为例，介绍一下并离网储能逆变器在系统的工作模式，并配置一套典型的并离网储能系统。

并离网储能逆变器的工作模式：

1. 自发自用模式： 适用于低补贴 ,高电价的地区。

· 白天有太阳时， 来自电池板的能量先供给负载使用， 多余的能量先供给电池充电，再卖给电网。(如下图)

优先级： 负载>蓄电池>电网

1. 电池板发电

2. 负载消耗

3. 多余的能量存入电池

4. 剩余的能量卖给电网

· 夜间电池板不发电时，电池先放电给负载使用，当电池储存的电用完了后，电网再给负载供电。

1. 电池放电

2. 电网给负载供电

3. 负载消耗

2. 时间模式：适用于峰谷差电价差距很大的地区，通过手动设置电池的充放电时段，进行削峰填谷，赚取峰谷的电价差，差价越大的地区相应的收益越高。

D 储能系统“削峰填谷”示意图

· 电价便宜的时段，负载使用电网的电， 同时把电池板发的电储存起来。(如下图)

优先级： 电池>负载>电网

· 电价高的时段，负载优先使用电池的电。(如下图)

优先级：负载>电池>电网

1. 电池板发电

2. 将能量储存在电池中

3. 负载消耗

4. 电网给负载供电

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3. 备用电源模式：适用于经常停电的地区， 当电网停电时，作为备用电源使用。

在此模式下，当有电网接入时，电池将一直处在充电的状态下， 不会放电， 当电网停电时，电池放电供负载使用。电网恢复供电时，会自动并网。

优先级： 电池>负载>电网

1. 电池板发电

2. 负载消耗，先使用电池里的电

3. 电池放电

4. 当电池里的电不够时，电网给负载供电。

4. 离网模式 ：适用于无电网接入的地区。

在无电网接入的地区 ，白天电池板给负载供电， 多余的电存入电池，晚上电池放电给负载供电。

1. 电池板发电

2. 电池给负载供电

3. 负载消耗

如何配置一个5KW可存10度电的并离网储能系统

1. 逆变器的选择：

选取纳通ESC5000-DS 并离网储能逆变器，主要特性及参数如下：

· IP65防护等级，适合户外安装。

· 宽输入电压范围，可兼容高效组件。

· 无风扇静噪设计,电感外置设计。

· 双路独立MPPT,可适合不同屋顶需求

· 可兼容锂电池和铅酸电池

· 可选多种工作模式: 自发自用模式，时间模式，备用电源模式，离网模式等。

· 先进的电池管理技术，保障电池寿命

· 具备无功可调，电网过欠压，过欠频降载，防逆流等功能。

· 支持远程监控，远程升级。

电池的选择：

纳通ESC系列并离网储能逆变器可兼容锂电池和铅酸电池。两种电池的主要差异如下：

计划储存10度电，即10000VAh. 蓄电池容量计算公式如下：

蓄电池容量(Ah)= 计划存储电量(VAh)/ 电池放电深度(DOD)*电池电压(V)*电池放电效率(%)

1. 以锂电池为例： 放电深度DOD=90%, 电池放电效率取 95%， 电池电压=48V

计算所得 电池容量= 10000VAh/0.90*48V*0.95=243Ah, 纳通一体机所兼容的锂电池规格为 50Ah, 可以选用5个电池并联，总容量为250Ah.

锂电池

2. 以铅酸电池为例： 铅酸电池的放电深度为50%左右。

可计算得到 电池容量= 10000Ah/0.50*48V*0.95=439Ah

可选用12V, 100Ah的铅酸电池20节， 进行4串5并的连接，总容量为500Ah.

铅酸电池

接入云管理平台：

可将储能一体机数据接入纳通云管家管理平台，可实时对逆变器的能量流动方向，功率曲线变化等进行监控，也可对远程对逆变器进行设置，升级。从而实现智能化的能量管理。

结论：并离网储能逆变器有多种工作方式，具备多种功能， 在储能系统中的应用较为普遍， 通过分享，让用户对并离网一体系统的优势有了很好的了解。当然，相比传统的并网系统发电系统，并离网储能系统还存在成本偏高， 安装较为复杂，以及电池寿命不长等缺点，但相信随着技术的快速发展， 这些问题终将被解决， 储能系统的应用也将越来越广泛。