光储充微电网项目设计方案

在倡导低碳出行的现今社会，电动汽车获得越来越多消费者的青睐，展示了广阔的前景。电动汽车的发展和普及依赖于充电配套设施的完善，而建设充电站当前又面临着大功率用电需求与配电容量不足、充电站的用电高峰期与工商业负荷用电高峰期重叠等问题。深圳新恒业电气有限公司推出的光储充一体化电站解决方案可以覆盖各种大中型电动汽车充电站的应用需求。

（本文来源：新恒业科技 微信号）

1.光储充微网系统

基于光伏发电、储能系统，直流充电桩、楼宇直流照明等负载，构建光储充微网系统，根据负载情况实现交直流协同互补。光储充微网系统总体架构如下图。

1.1光储充微网系统介绍

光储充一体化电站解决方案可以解决充电站配电容量不足的问题，可以利用夜间低谷电价进行储能，在充电高峰期通过储能和市电一起为充电站供电，满足高峰期用电需求，既实现了削峰填谷，又节省了配电增容费用;增加了新能源的消纳，弥补了太阳能发电不连续性的不足，是一种可持续发展的能源利用方式。

光储充一体化电站解决方案采用了直流母线供电的架构，直流母线主要为直流桩提供充电电能，通过DC/DC充电模块将直流母线上的直流电变换为与新能源汽车充电的匹配电压范围。直流母线电能可来源于电网、光伏发电系统与储能系统，分别采用AC/DC双向变流器、光伏MPPT控制器、DC/DC双向变流器进行电能变换。

本方案中DC/DC充电模块的散热采用风道隔离技术，相比采用传统充电模块直通风散热模块设计(防尘防潮能力差，故障率高)，产品环境适应能力更强，防护等级高，可靠性更好。

本方案中充电、储能与光伏发电共用直流母线，光伏发出的电直接用于储能和电动汽车充电，储能放出的电直接用于电动汽车充电，减少了电能变换环节，提高了系统效率。

1.2光储充系统配置表

1.3光储充系统布置图

光伏发电系统安装于楼顶，双向变流器、DC/DC储能变流器、储能电池柜均安装于设备间内，充电桩安装于地下停车场内，实际布置图将根据最终确定方案和场地进行实际布置变更。

2 光伏发电系统

本项目光伏发电系统规模为100kW, 为自发自用光伏发电系统。光伏发电可直接供电动汽车充电和教室直流照明用，当光伏发电有剩余时，可启动储能将光伏发电存储起来，在负载大于光伏输出功率或者光伏发电的功率小于负载需求时，启动储能给负载供电。当光伏发电有剩余且储能电池已经充满时，光伏发电还可以通过双向变流器向低压配电端的交流负载供电。为了满足直流负荷应用以及项目的示范意义，将光伏发电接入直流母线。根据陕西地区光伏发电的平均日照时数及选定的光伏组件参数计算，大约需要的楼顶面积约1000平米，楼面承重大于200Kg/m2。

2.1光伏阵列

拟选用多晶硅太阳能电池组件310W，在充电站屋面上搭建轻型钢架，使钢架的上表面水平，在钢架上再架设檩条，在檩条上安装三角支架和光伏板。光伏组件按照有利于发电的最佳倾角26°倾斜安装，峰值日照时数3.57h/day，在这一倾角的斜面上年太阳辐射量约1295.85kWh/m2，即4665MJ/m2。光伏组件每排的前后间距预留2米，防止产生阴影遮挡。

本项目共在平面屋顶安装352块310W单晶硅组件，总功率99.2kW，采用20块组件串联的方式，总共16路组串，接入一台MPPT控制器。标称工况下，最大功率点工作电压664V，开路电压806V，峰值功率电流9.35A，最大短路电流9.98A。西安地区极限低温-25℃情况下，最大开路电压为921V，满足1000V耐压限值。组件布置图见附件-西交大组件排布及电气一次图20180915。

由于目前光伏阵列自动追踪系统在可靠性和运行维护上面还存在诸多不足之处，并且大量的运行数据表明其对光伏电站的效率提升效果尚不明显，另一方面，采用光伏阵列自动追踪系统后，屋顶实际可安放的光伏组件数量有所降低，对屋顶的承重和抗风安全等级要求也要提高，因此本项目拟采用固定式光伏组件支架，不考虑采用光伏阵列自动追踪系统。

单晶硅光伏组件技术参数

光伏板尺寸与间距

光伏系统接线图