30kW光储一体机技术手册(A1

版本：A130kW光储一体机技术手册四川科陆新能电气有限公司2014年3月目 录1范围12概述13技术规格23.1技术规格参数23.2主电路拓扑33.3效率曲线43.4高海拔降额表43.5外形尺寸44设备性能64.1功能特性64.2工作模式85应用指南95.1离网电站95.2分布式电源105.2.1并网发电115.2.2储能电站115.2.3后备电源12I30kW光储一体机技术手册1范围本技术手册对30kW光储一体机进行产品技术描述和应用简介。2概述光储一体机是一种应用于光伏发电系统中实现直流/交流电能转换的设备，采用电力电子控制技术，将光伏组件发出的直流电能按控制需要向储能蓄电池进行充电，并通过DC/AC变换技术输出满足标准要求的交流电能向负载供电。设备具有工作模式动态可调，并离网模式切换，光伏能量最大功率跟踪，以及对储能蓄电池精细管理等功能和特点，可广泛应用于离网光伏电站、分布式后备电源、储能电站等场合。图2-1 离网光储电站系统示意图光储一体机采用四象限变流技术，实现交流系统和直流系统的能量双向流动；设备集成光伏汇流功能并支持对储能电池进行充放电管理；交流侧采用电压定向矢量控制策略；系统具有输入输出功率因数可调、自动软启动和光伏能量最大功率跟踪等功能。3技术规格3.1技术规格参数表3-1 30kW光储一体机技术参数光伏输入额定功率30kW最大输入功率33kW直流侧最大开路电压1000VMPPT电压范围220V850V启动电压250V最大输入电流150A最大输入路数12每路最大输入电流15A电池输入额定功率30kW最大输入功率33kW直流电压范围220V850V最大输入电流150A稳压精度1%电压纹波1%稳流精度2%电流纹波2%交流输出额定容量30kVA最大交流输出功率33kVA额定输出电压（V/F模式）400V5%交流电压范围（非V/F模式）380V15%输出电压失真度3%额定输出频率（V/F模式）500.5Hz交流频率范围（非V/F模式）502.5Hz额定电流48A总电流波形畸变率（THD） 3% （额定功率）直流分量0.5%（额定电流）功率因数范围0.9超前0.9滞后保护直流过/欠压保护具备交流过/欠压保护具备交流过/欠频保护具备交直流过流保护具备内部短路保护具备极性反接保护具备过载保护具备低电压穿越功能具备对蓄电池组的保护具备输出直流分量超标保护具备常规参数最大效率96.0%欧洲效率95.1%隔离方式隔离变压器绝缘电阻10M绝缘强度4011VDC/60S防护等级IP23噪音99.5%，从光伏直流输入到交流输出最大转换效率为96%，欧洲效率（包含自身损耗、散热系统损耗和隔离变压器损耗等）为95.1%。l 以30kW为单元，支持最大光伏输入功率33kW（110% 过载能力）、最大电池充放电功率33kW（110% 过载能力）；设备带载能力强， 110% 过载情况下可长时运行，120%过载情况下可持续运行10min，150%过载情况下可保证设备1s内正常运行，然后保护停机。l 支持三相100%不平衡输出，即支持单相最大输出10kW其他两相空载或一相空载输出。l 具有良好的负载适应性，即支持阻性负载、感性负载、容性负载等多种负载单独或混合接入，功率因数范围为-0.90.9。l 并网运行时，光储一体机可分析电站的控制指令与下垂特性，通过控制无功电流实时跟踪调节无功输出，调节方式、参考电压、电压调整率、功率因素等参数可由电站监控系统远程设定，支持有功和无功功率调度。l 并网运行时，具有低电压穿越功能，满足如下图4-1曲线：图4-1低电压穿越曲线注：UL0为正常运行的最低电压限值；UL1需要耐受的电压；T1-为电压跌落到0时需要保持并网的时间；T2-为电压跌落到UL1时需要保持并网的时间；T3-为电压跌落到UL0时需要保持并网的时间。l 支持并离网在线无缝切换。l 离网运行时，设备具有短路支撑和自恢复功能。l 光储一体机支持光伏限功率运行。l 支持对电池进行精细化管理，支持恒流，恒压充放电，支持恒流恒压分段充放电自动切换；也支持恒功率充放电，恒功率恒压分段充放电自动切换；同时，系统在电池维护模式下具备标准充放电曲线对比功能，可以实现在无BMS情况下对电池组单体及组串进行异常检测，进行保护、告警。l 在恒流充电时，稳流精度2%（在20%100%输出额定电流时），电流纹波2%；恒压充电时，稳压精度1%，电压纹波1%。l 系统能够对光伏储能能量自动最优调控，实现光伏能量首先向负载供电，多余能量向储能蓄电池充电，保证光伏电能利用率最高。l 光储一体机支持黑启动，在电池电量放空极端情况下，只要有足够的太阳能，通过光伏电池，系统即可启动运行。l 采用离网模式大规模运行时，30kW光储一体机作为基本发电单元，支持电压源并联构建电网，支持平滑扩容。l 模拟同步电机的的频率和幅值的下垂特性，实现各电压源无通信线的并机。带负载时，各变流器通过下垂特性自动进行负载均分。l 监控显示界面支持中/英文，监控软件能够上电自启动，支持油机的接入与调度；对外具有开放的RS485，CAN及以太网通信接口，支持远程监控以及BMS信息交互。l 具有完善的保护功能，包括交流过/欠压保护、过/欠频保护，短路保护、过载保护、蓄电池过/欠压告警保护、蓄电池高/低温告警，电池容量低告警保护，系统具有防雷接地保护功能。 l 具备完善的故障以及操作日志记录功能，支持10000条日志信息永久保存，并可记录三条故障波形，便于进行故障分析。l 应用场景为室内场景，防护等级IP23，应用温度范围为-3555，海拔范围06000m，4000m以上支持降额工作，相对湿度范围0%95%。l 使用寿命20年，保质期为3年，关键元器件（如变压器、电抗器、断路器）质保5年。4.2工作模式30kW光储一体机主要工作模式为：并网模式、离网模式、电池维护模式。l 并网模式在电网供电正常时可自动跟踪电网频率，结合监控系统实现平滑功率输出、削峰填谷、系统调频、负载均衡、暂态有功出力紧急响应、暂态电压紧急支撑、改善光伏电站功率输出可控性、方便系统的功率调度、改善电能质量等功能。l 离网模式在电网失电或处于独立系统时，设备作为电压源建立微型电网，为网络中的其它新能源发电设备提供固定相位、频率的电压基准，其它新能源发电设备基于此电压基准继续工作，实现供电设备和用电设备的动态供电用电平衡。光储一体机可作为基本发电单元，多台光储一体机并联组建分布式离网发电系统，多机之间无需通信线联接，可均分负载，保证系统稳定运行。l 电池维护模式光储一体机可响应监控系统或者电池管理的命令，对电池进行不同模式的充放电（恒流、恒压、恒功率），并可通过指令实现对电池的SOC标定等电池维护操作。5应用指南30kW光储一体机作为光伏发电系统中电能变换和控制系统，典型应用包括离网光伏电站和并网分布式发电系统。5.1离网电站在离网系统中，光储一体机黑启动建立电网支撑，组件微电网系统，通过无通信线电压源无限制并联，自动均分负载，保证每一台设备内能量调配的平衡，以此来保证组建的整个微网系统能量调配的平衡。离网光伏电站结构示意如图5-1所示，电站可分为光伏系统、电池系统、控制系统（含配电）三大部分。光储一体机集成光伏汇流、光伏控制、电池控制、逆变、配电为一体，简化了离网光伏电站的设备组成，使离网光伏电站的设计、采购、建设及维护更加简便。 图5-1光储一体机光储发电单元应用实例：中广核祁连3.087MWp离网项目 环境海拔3400m温度-3530负载当地县城居民用电和工业用电，峰值负载1MW，平均负载300kWPV 装机容量3MWp光储一体机型号500(H)蓄电池铅酸电池：4MWh磷酸铁锂电池：1MWh5.2分布式电源并网系统中，光储一体机通过其优越的并网发电性能，接受远程控制，对系统有功/无功调度，实现光伏资源的最大化利用，并结合储能电池的充放电，实现削峰填谷、为居民用户、工厂企业、办公楼宇等负载提供持续、稳定的电能。图5-2 分布式电源应用系统结构其主要应用方式可以分为三种：并网发电、储能电站、后备电源。5.2.1并网发电在电网稳定的情况下，利用充足的光伏资源发电，并且优先使用来满足自用，以节省用电成本，多余电量上网。系统结构如下图5-3所示。 图5-3 并网发电满足自用系统应用于光照资源充足，离用户较近的地区，主要用户为居民用户、工厂企业，办公楼宇等。5.2.2储能电站在电网稳定的情况下，利用光伏资源发电，光伏电能不足负载使用的情况，例如工厂，煤矿企业等，通过光储一体机建立储能电站，平衡将在峰值