光储充微电网设计要点及工程案例

光储微电网设计要点及工程案例分析1

微电网概述2

光储微电网设计要点3

储能电站工程案例4

风光储微电网工程案例5

光储柴微电网离网工程案例内

容1

微电网概述2

光储微电网设计要点3

储能电站工程案例4

风光储微电网工程案例5

光储柴微电网离网工程案例内

容微电网概述功率回路监控回路AC400V变压器微电网：由分布式电源、能量转换装置、负荷、监控和保护装置等汇集成

的小型发、配、储、用电系统，是一个能实现自我控制和管理的自治系统。柴油机

光伏阵列风力发电机

蓄电池1锂电池n

BMS

负荷端储能变流器n

负荷配电柜风力逆变器n储能变流器1光伏逆变器1智能配电柜环境检测仪监控平台调度中心10kV

35kV电网EMS按并网类型分类：1、联网型微电网：并网运行模式和独立运行模式2、离网型微电网按能源构成分类：1、光储2、风光储柴3、冷热电联供系统(天然气发电、沼气发电)4、其它微电网概述光伏电池类型硅光伏电池：单晶硅、多晶硅、非晶硅、纳米/微晶硅化合物薄膜电池：CIS、CIGS、CdTe、GaAs、InP有机光伏电池：肖特基型、双层模型、染料敏化多结光伏电池：InGaP/GaAs/InGaAs、a-Si/nc-Si/nc-Si微电网概述储能类型机械储能：抽水储能、压缩空气储能、飞轮储能

电磁储能：超导磁储能、超级电容器电化学储能：蓄电池(铅酸、锂离子、钠硫、液流等)

燃料电池(氢燃料电池、烃类燃料电池)微电网概述1

光储充微电网概述2

光储微电网设计要点3

储能电站工程案例4

风光储微电网工程案例5

光储柴微电网离网工程案例内

容序

号设备类型设备

总功率kW需要系数Kx功率

因数1COS

①计算负荷有功功率kW无功功率kVar视在功率kVAl空调111.60.670.8074.555.993.22厨房设备47.70.600.7528.525.138.03水泵用电21.00.800.8016.812.621.04洗衣电器12.40.300.803.72.84.75照明灯具21.20.760.9016.17.817.96办公设备22.70.700.9015.97.717.67饮水设备64.50.300.9519.76.520.78安防7.00.800.805.64.27.09消防3.90.800.803.12.33.910其他弱电2.70.800.902.21.12.411其他用电40.70.450.8518.411.421.6合计355.60.580.82204.5137.4248.0光储充微电网设计要点设计要点1:负荷统计与平衡w类别设备功率kW需要功率kW白天用电量kWh夜晚用电量kWh每日用电量kWh一类140.9094.58595.17270.08865.25二类136.3167.21301.07253.75554.82三类78.3442.7193.31127.20220.50合计355.6204.5989.5651.01640.6设计要点1:负荷统计与平衡按照负荷分级类别，一、二、三类负载功率及每日用电量统计抖π根据每日用电量、场地面积和预算设计分布式电源容量，在联网微电网系统中一般是并网不上网形式，分布式电源未能消耗的电量存储在蓄电池中。光储充微电网设计要点光储充微电网设计要点设计要点2:电网系统接地类型设计要点3:光伏发电厂房屋顶1、荷载报告2、厂房类型，以下厂房不应安装光伏发电：生产或储存物品的火灾危险性分类为甲类、乙类的建筑大量粉尘、热量、腐蚀气体、油烟等影响的建筑屋面整体朝阴或屋面大部受到遮挡影响的建筑光储充微电网设计要点生产类别举例甲1.闪点小于28℃的油品和有机溶剂的提炼、回收或洗涤部位及其泵房，橡胶制品的涂胶和胶浆部位，二硫化碳的

粗馏、精馏工段及其应用部位，青霉素提炼部位，原料药厂的非纳西汀车间的烃化、回收及电感精馏部位，皂素车间的抽提、结晶及过滤部位，冰片精制部位，农药厂乐果厂房，敌敌畏的合成厂房、磺化法糖精厂房，氯乙醇

厂房，环氧乙烷、环氧丙烷工段，苯酚厂房的磺化、蒸馏部位，焦化厂吡啶工段，胶片厂片基厂房，汽油加铅室，

甲醇、乙醇、丙酮、丁酮异丙醇、醋酸乙酯、苯等的合成或精制厂房，集成电路工厂的化学清洗间(使用闪点小于28℃的液体),植物油加工厂的浸出厂房；2.乙炔站，氢气站，石油气体分馏(或分离)厂房，氯乙烯厂房，乙烯聚合厂房，天然气、石油伴生气、矿井气、

水煤气或焦炉煤气的净化(如脱硫)厂房压缩机室及鼓风机室，液化石油气灌瓶间，丁二烯及其聚合厂房，醋酸乙烯

厂房，电解水或电解食盐厂房，环己酮厂房，乙基苯和苯乙烯厂房，化肥厂的氢氮气压缩厂房，半导体材料厂使

用氢气的拉晶间，硅烷热分解室；3.硝化棉厂房及其应用部位，赛璐珞厂房，黄磷制备厂房及其应用部位，三乙基铝厂房，染化厂某些能自行分解

的重氮化合物生产，甲胺厂房，丙烯腈厂房；4.金属钠、钾加工厂房及其应用部位，聚乙烯厂房的一氧二乙基铝部位，三氯化磷厂房，多晶硅车间三氯氢硅部

位，五氧化磷厂房；5.氯酸钠、氯酸钾厂房及其应用部位，过氧化氢厂房，过氧化钠、过氧化钾厂房，次氯酸钙厂房；6.赤磷制备厂房及其应用部位，五硫化二磷厂房及其应用部位；7.洗涤剂厂房石蜡裂解部位，冰醋酸裂解厂房。乙1.闪点大于等于28℃至小于60℃的油品和有机溶剂的提炼、回收、洗涤部位及其泵房，松节油或松香蒸馏厂房及

其应用部位，醋酸酐精馏厂房，己内酰胺厂房，甲酚厂房，氯丙醇厂房，樟脑油提取部位，环氧氯丙烷厂房，松

针油精制部位，煤油灌桶间；2.一氧化碳压缩机室及净化部位，发生炉煤气或鼓风炉煤气净化部位，氨压缩机房；3.发烟硫酸或发烟硝酸浓缩部位，高锰酸钾厂房，重铬酸钠(红钒钠)厂房；4.樟脑或松香提炼厂房，硫磺回收厂房，焦化厂精萘厂房；5.氧气站，空分厂房；6.铝粉或镁粉厂房，金属制品抛光部位，煤粉厂房、面粉厂的碾磨部位、活性炭制造及再生厂房，谷物筒仓的工

作塔，亚麻厂的除尘器和过滤器室。光储充微电网设计要点生产的火灾危险性分类举例火灾危险性类别举例甲1.己烷，戊烷，环戊烷，石脑油，二硫化碳，苯、甲苯，甲醇、乙醇，乙醚，蚁酸甲酯、醋酸甲酯、硝酸乙酯，汽油，丙酮，丙烯，60度及以上的白酒；2.乙炔，氢，甲烷，环氧乙烷，水煤气，液化石油气，乙烯、丙烯、丁二烯，硫化氢，氯乙烯，电石，碳化铝；3.硝化棉，硝化纤维胶片，喷漆棉，火胶棉，赛璐珞棉，黄磷；4.金属钾、钠、锂、钙、锶，氢化锂、氢化钠，四氢化锂铝；5.氯酸钾、氯酸钠，过氧化钾、过氧化钠，硝酸铵；6.赤磷，五硫化磷，三硫化磷。乙1.煤油，松节油，丁烯醇、异戊醇，丁醚，醋酸丁酯、硝酸戊酯，乙酰丙酮，环己胺，溶剂油，冰醋酸，樟脑油，

蚁

酸

；2.氨气、液氯；3.硝酸铜，铬酸，亚硝酸钾，重铬酸钠，铬酸钾，硝酸，硝酸汞、硝酸钴，发烟硫酸，漂白粉；4.硫磺，镁粉，铝粉，赛璐珞板(片),樟脑，蔡，生松香，硝化纤维漆布，硝化纤维色片；5.氧气，氟气；6.漆布及其制品，油布及其制品，油纸及其制品，油绸及其制品。光储充微电网设计要点储存物品的火灾危险性分类举例118

119

120120122123湖

辩Huzou庵东Andong○天目山○杭州Tianmustan

Hangchcu13001250宁海Mingna1300开化Kocngzhan

men1250C.zhoc

遂昌Suchang□龙泉tongquan0

文

成Yenc

er1250太阳能辐射数据来源1.当地气象局资料2.各省太阳能辐射量分布图3.NASA4.Meteonorm最优倾角影响因素：1、

当地太阳辐射量2、组件阵列前后阴影遮挡(降低5°~8°)3、次要因素可以忽略不计太阳入射角损耗(增加1°左右)冬季和夏季温度差异(增加1°左右)

组件内二极管影响(降低0～3°)逆变器早晚启动电压光储充微电网设计要点设计要点4:光伏最优倾角设计浙江省太阳能分布图Scla-EnargyDistrbionDrawng

cf

ZhejiangPronnce313029281250arimn嵊县Shengim0金华Jim唤

括

苍山温

州

Wenzhou桐庐oTongu定

海

Dnyai县Yncian画水

tshui乍浦

Zhapu130010

sheds,Coll.width=3.3m,Inactfive

band=0.0m,pitch=6.0

m(ClLIground

area=55.0%)Pure

fransposiion(one

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i_trradiationwit'mutal

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piłch=s.0m.)Wth

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shadingeifectiortelt=12.5cn

anas

stringsinwidth1.11.101.091.082

4

68

10121416182022242628303234363840Sheds

planefilt光储充微电网设计要点不同倾角时年均辐射量变化曲线设计要点4:光伏最优倾角设计1.071.061.051.041.031.021.011.00

0respettoHorizmrtalAnalhrnd,orFer

y1.151.141.131.12土壤热阻系数(K

·m/W)分类特征(土壤特性和雨量)校正系数0.8土壤很潮湿，经常下雨。如湿度大于9%

的沙土；湿度大于10%的沙-泥土等1,051.2土壤湖湿，规律性下雨。如湿度大于7%

但小于9%的沙土；湿度为12%~14%的沙-泥土等1.01.5土壤较干燥，雨量不大。如湿度为8%

12%的沙-泥土等0.932.0土壤干燥，少雨。如湿度大于4%但小于

7%的沙土；湿度为4%≈8%的沙-泥土等0.873.0多石地层，非常干燥，如湿度小于4%的

沙土等0.75设计要点5:电缆截面设计与布线电缆载流量计算需要的系数1.温度系数2.桥架上多层多根并列电缆系数3.土壤中热阻校正系数4.土壤中直埋多根并行敷设系数0m——电缆导体最高工作温度(℃);8——对应于额定载流量的基准环境温度(℃);0₂——实际环境温度(℃)。电缆直埋敷设在干燥或潮湿的土壤中，除实施换土

处理能避免水分迁移的情况外，土壤热阻系数取值

不宜小于2.0Km/W光储充微电网设计要点设计要点5:电缆截面设计与布线线损校验1.光伏专用电缆1.5-2.0%2.逆变器出线电缆1.0-2.0%3.汇流箱处出线线缆2.0-3.0%

总电缆损耗不大于5%(3)终端负荷且cosφ=1或直流线路用负荷矩Pl(kW

·km)

表示光储充微电网设计要点热稳定校验设计要点6:屋顶光伏防雷网及等电位设计1、采用热镀锌扁钢和圆钢，将光伏系统的钢支架相互焊接环通形成避雷网。2、正常不带电设备的金属外壳均应可靠接地，包括光伏组件支架、组件边框、

电缆槽盒、逆变器汇流箱金属外壳等。3

、光伏组件之间等电位接地线截面不小于6mm2。4、光伏支架或安装组件的导轨均应与屋顶防雷网可靠连接。5、屋顶防雷网与女儿墙防雷带连接点不应大于25米。光储充微电网设计要点建、构筑物及设备名称火灾危险性分类耐火等级电池室铅酸电池、锂离子电池、液流电池戊二级钠磁电池甲一级屋外电池设备铅酸电池、锂离子电池、液流电池戊二级钠硫电池甲一级设计要点7:储能蓄电池室或集装箱电化学储能电站设计规范

GB51048-2014表11.1.3

建、构筑物和设备的火灾危险性分类及其耐火等级光储充微电网设计要点表建、构筑物名称中

类

生

产

建

筑C

类

生

产

建

筑电化学储能电生产建筑站内建、构筑物及设

鹰

T

电

想

表

里备的防火间距(配电装置事

故

油

池生活建筑耐火等级甲类乙类丙

、T、戊类每组断路器油量耐火等级一

、二级三

级<It≥1一、二级三

级屋外电池装置甲类12121214一一一1012101214乙类12101012一-51051012丙、丁

、戊类12101012一一10510124.0m).3注：·

1

建、构筑物防火间距应按相邻两建筑物外墙的最近距离计算，如

外墙有凸出的燃烧构件时，则应从其凸出部分外缘算起。·

2

相邻两座建筑两面的外墙为非燃烧体且无门窗洞口、无外露的燃

烧屋檐，其防火间距可按本表减少25%。·

3相邻两座建筑较高一面的外墙如为防火墙、且两座建筑物门窗之

间的净距不小于5m时，其防火间距不限，但甲类建筑之间不应小于4m。·

4其他建、构筑物及屋外配电装置的防火间距应符合现行国家标准

《火力发电厂与变电站设计防火规范》

GB

50229中变电站的有关规

定。·

5

本表中“—”表示不限制，该间距可根据工艺布置需要确定。设计要点8:储能蓄电池室设计要求1、室内照明，应采用防爆型灯具；2、不应在室内装设开关熔断器和插座等可能产生火花的电器；3、

电池系统的进出线宜为上端引出，采用电缆桥架敷设；4

、储能系统四周或一侧应设置维护通道，其净宽不应小于1200

mm;5、电池室应防止太阳光直射室内，设有采光窗式应采用遮光措施。光储充微电网设计要点设计要点9:储能蓄电池组串并联设计1、每个功率变换单元并联数一般不大于2;2、串联数满足电池充、放电的最高、最低电压范围，并考虑一定裕度。直流侧最大输出电压应不小于公式(1)的要求。Umu=n,KmUm

(1)直流侧最小输出电压应不大于公式(2)的要求。Umin=n,KmUmin(2)式中：n,——电池组等效串联电池单体数量；K

、Kmn——功率变换系统输出电压裕度系数，K一般取1.00～1.15,K

…

一般取0.85~0.90;

Umu——单体电池最大充电电压(V)。Um—单体电池最小放电电压(V)。光储充微电网设计要点设计要点10:电池容量与储能系统的匹配KnUn

CK≥PKnUnCK,≥E式中：U,—电池单体(或模块)电压，

V;C

一

电池单体(或模块)容量，

Ah;n,

一电池分系统等效并联电池单体(或模块)数量；n,一电池分系统等效串联电池单体(或模块)数量；K一容量折算系数，1/h;K,

一电池分系统充(放)电深度；K

一容量裕度，

一般取1.0~1.15;K一能量裕度，

一般取1.0~1.15;P

一储能分系统容量要求，w;E

一储能分系统能量要求，

wh;光储充微电网设计要点(7.3.1-1)(7.3.1-2)设计要点11:校验上级变压器容量或电缆载流量1、低压并网，考虑上级变压器容量2、用户10kV开关站并网，考虑10kV进户电缆截面光储充微电网设计要点内

容风光储微电网工程案例光储微电网设计要点储能电站工程案例光储充微电网概述光储柴微电网离网工程案例51423DC

Range:605-773V

Rated:67ZVPCS1Master125kWAN

LCMGridCortrclPICandHMMVCbnet10KYPCS4

SlaveLMBJSL

CMALM30CKW〔ontrolPLC

andS储能电站案例分析储能单体电池：2V1000Ah

铅炭电池储能逆变器：300kVA4台升压变压器：1250kVA四分裂

1台并网电压等级：10kV镇江天工1MW/8MWh储能电站工程BIteySnlALM

300KWBatersring!LNBLEPIM序号名称成组单元容量备注1单体2V1000Ah能量型铅炭电池2V1000Ah2kWh2电池组256个电池单体串

联成一组电池组，

配备一台电池组控

制单元(BMU)512V1000Ah512kWh3125kW

储能模块2组电池组并联为1

路接入125kWPCS

模块，构成一个储

能模块125kW

1024kWh4250kW/2MWh储能单元2台PCS模块构成一个250kW储能单元，配备一台电池

组端控制系统BMS250kW

2048kWh一个300kVA储能单元由2台125kW逆变

器单元组成51MW/8MW

h储能电站由4个300KVA/8MWh储能单元构成，配置

一套后台监控系统1MW8.192MWh6升压系统10/0.4kV变压器1250kVA7接入系统5台10kV高压柜

监控及保护系统1个10kV并网

点储能电站案例分析储能电池系统配置方案储能电站案例分析储能电站集装箱布置9个储能集装箱(13.716*2.438*2.591):蓄电池8个，电气设备1个30

2438集装箱总平面布置图QDSL能

Z3190428916B814143792#BMS1

HEMS3HBMS4HBMS站用电配电箱1000TX

ZL1#PCSDVR

JKG42#PCS

3#PCS集装临汉开门接线

集装糖双开门

乘装瀚双开门(检修

集液籍双开门(检您)13716储能电站案例分析储能电站电气设备布置△

设

备

布

局

图并随

阳济计重G2G1变压器PT粗G34甘WEATro2-7/%-W-d7/Y-7%刚

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储储能电站案例分析电气主接线监控、保护及能源管理系统

数单阁L1B

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光储充微电网概述2

光储微电网设计要点3

储能电站工程案例4

风光储微电网工程案例5

光储柴微电网离网工程案例内

容10kVDL1断路器0.4kVDL2(断路器DL11

D12台区出线

台区出线2#薄膜光伏系统并网功能)舟山嵊泗风光储微电网系统并网电压等级：380V储能电池容量：100kWh锂离子单体蓄电池：175Ah/3.2V

个数：179个光伏组件容量：10kW光伏组件型号：250WCIGS组件个数：40个风力发电机组：10kW垂直轴风机：1台风光储微电网电站案例分析DL3(断路器)DL5(断路器)DL6(断路器)DL4(断路器)风力发电机(支持(断路器)储能系统DL10光伏组件容量：10kW光伏组件型号：250WCIGS组件，个数：40个光伏逆变器：10kW1台逆变器4串输入，每串10个组件逆变器输出380V交流电，低压并网风光储微电网电站案例分析光伏系统配置序号名称成组单元容量备注1单体3.2V175Ah锂离子单体3.2V175Ah

560Wh2电池组179个电池单体串联

成一组电池组，配

置6台电池模组监测

装置BMU和1台电池

组端控制系统BMS572.8V175Ah100.24kWh350kW100k

Wh储能单元1台PCS模块构成一

个50kW储能单元，50kW100.24kWh380V低压并网风光储微电网电站案例分析储能电池系统配置叶片Blad

连杆Connecter

制动系统BrakeSystem塔柱PoleLoadGenerator/L1L2制动手柄BrakeUnload序号品名规格类型1垂直轴风机FDM-10Φ772塔柱6m3控制器10KWAC/DC4逆变器10KWDC/AC并网型风光储微电网电站案例分析风力发电系统配置控

制

量

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变

器Inverter发电机负

载Control(L3)飘1

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01响风光储微电网电站案例分析监控、保护及能源管理系统

并得计施地塑电储孝RS485并计施缈姚5电盖米RS485若阳施

野题卷筐来断新华年-WcoM划显A1

光储充微电网概述2

光储微电网设计要点3

储能电站工程案例4

风光储微电网工程案例5

光储柴微电网离网工程案例内

容CHANGNENG

昌能电力储能变流器1蓄电池储能变流器2交流控制柜及能量管理系统柴油发电机光储柴微电网离网工程案例分析总体方案设计交流汇流箱光伏逆变器太阳能组件用电负荷■光伏组件容量为468kWp■30kW组串式逆变器15台■2V1200Ah胶体蓄电池560只■柴油发电机256kW/320kVA负荷统计厂区负荷统计为768.7kW左右，计算负荷有功功率409.96kW,无功功率292.6kVar。白天耗电量2570.59kWh,晚上耗电量1671.35kWh,日均耗电量为4241.9kWh。光储柴微电网离网工程案例分析水平辐照度阵列斜面辐照度发电量光伏供电比例kWh/m2.daykNh/m2.daykWh/day%Jan.5.405.632107.8794.8%Feb.5.525.662119.1095.3%Mar.5.405.452040.4891.8%Apr.5.475.422029.2591.3%May5.785.642111.6295.0%June5.425.261969.3488.6%July5.064.931845.7983.0%Aug.5.505.412025.5091.1%Sep.5.985.982238.91100.7%Oct.5.785.902208.9699.4%Nov.5.505.692130.3495.8%Dec.5.425.672122.8595.5%Year5.525.552077.9293.5%光伏系统平均每天可发电2077.92度，正常情况可满足厂区每日平均用电量2223kWh的93.5%左右的用电需求，其余不足由柴油机补充。在白天日照较好情况下，柴油发电机无需启

动，光伏满足所有用电需求，并将结余电量存入

蓄电池内供夜间使用。夜晚、阴雨天当蓄电池储电不足时，柴油发

电机启动补电。光伏组件日发电量与能量平衡组件采用多晶硅260Wp。

光伏组件装机容量均为468KW,

全部采用固定式支架安装。光储柴微电网离网工程案例分析蓄电池储能系统配置蓄电池的作用：1、维持储能逆变器的工作状态；2、作为小型电网内能量波动的缓冲设备；3、光伏白天发电大于用电量时储存多余电力，用于夜间使用光伏每天发电量平均为2077.92度，计算负荷白天耗电量为1409.6kWh,

夜

间耗电量为813.4kWh,白天电量盈余平均为668.32度。系统选用容量为单颗2V1200Ah,

数量560颗，分2组蓄电池并列运行，每组蓄

电池280个，额定电压560V,2

组蓄电池合计容量为1344kWh。初步按照50%DOD计算，可循环充电容量为672kWh,

大于白天盈余发电量，

等于营地夜间用电量的82.6%,不足电量由柴油发电机补充。光储柴微电网离网工程案例分析柴油发电机系统配置夜间和极端天气情况，整个光伏发电量和蓄电池电量不足时，由柴油机组补充电能，保证了