能源基金會(huì)-《中國光儲(chǔ)直柔建筑戰(zhàn)略發(fā)展路徑研究》系列報(bào)告5-農(nóng)村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)示范項(xiàng)目技術(shù)方案及商業(yè)模式研究

中國光儲(chǔ)直柔建筑戰(zhàn)略發(fā)展路徑研究子課題

10:

農(nóng)村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)示范項(xiàng)目技術(shù)方案及商業(yè)模式研究Research

on

China’s

PEDF

BuildingSystem

Development南京國臣直流配電科技有限公司2022.7.10Nanjing

Golden

Cooperate

DC

PowerDistribution

Technology

Co.,

Ltd.July

10,

2022responsible

for

any

liabilities

resulting

from

or

related

to

using

this

report

by

any

third

party.- The

mention

of

specific

companies,

products

and

services

does

not

implythat

they

are

endorsed

or

recommended

by

Energy

Foundation

China

in

preference

to

others

of

a

similar

nature

that

are

not

mentioned.!

"莊上村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)項(xiàng)目位于山西芮城黃河北岸的莊上村，分布式光伏總

裝機(jī)容量

2MW，儲(chǔ)能

600kWh，包括戶級(jí)光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)和村級(jí)光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)，二

者組網(wǎng)通過變壓器（AC/DC）與交流電網(wǎng)相連。戶級(jí)光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)電壓等級(jí)為DC220V，IT

不接地系統(tǒng)，采用單極接線方式、放射狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，通過直來電實(shí)

現(xiàn)系統(tǒng)的電壓變換和協(xié)調(diào)控制，主要用于供應(yīng)居民用電，剩余電量送到村級(jí)光

儲(chǔ)直柔系統(tǒng)；村級(jí)光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)電壓等級(jí)為

DC750V，IT

不接地系統(tǒng)，采用單極接線方式、放射狀拓?fù)洌阌诖鍍?nèi)各戶之間以及與電網(wǎng)的能量交互。經(jīng)過測(cè)算，系統(tǒng)總平均線損約

4%，低于設(shè)計(jì)限值

7%，實(shí)測(cè)整體效率達(dá)

91.7%。本項(xiàng)目通過發(fā)展“光儲(chǔ)直柔”技術(shù)，以全面電氣化的零排放助力“碳中

和”，引領(lǐng)全球鄉(xiāng)村區(qū)域零碳化運(yùn)營并依托減碳理念實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村煥新。項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)

了分布式光伏的高效消納，提升發(fā)電用電的能效和臺(tái)區(qū)間功率互濟(jì)的能力；解

決了分布式光伏給電網(wǎng)帶來的部分?jǐn)U容壓力、三相不平衡、諧波、電壓波動(dòng)及

閃變等問題；解決了光伏發(fā)電和百姓用電的隨機(jī)波動(dòng)性問題；實(shí)現(xiàn)了對(duì)電網(wǎng)的

柔性友好接入，及可觀、可測(cè)、可控。技術(shù)方案上，系統(tǒng)通過電壓帶控制策略

協(xié)調(diào)控制光伏、電網(wǎng)、儲(chǔ)能和負(fù)荷，維持建筑配電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，保障穩(wěn)定運(yùn)

行；提出了一種適應(yīng)直流系統(tǒng)的剩余電流保護(hù)方案，通過低壓直流主動(dòng)監(jiān)控裝置和直流剩余保護(hù)執(zhí)行裝置的靈活配合，實(shí)現(xiàn)可靠驅(qū)動(dòng)跳閘或者發(fā)出跳閘信號(hào)。本項(xiàng)目還開發(fā)了一種直流滅弧模塊，實(shí)現(xiàn)直流負(fù)荷的無弧通斷。項(xiàng)目被農(nóng)業(yè)農(nóng)村部和聯(lián)合國開發(fā)署授予“中國零碳村鎮(zhèn)項(xiàng)目示范村”，其

推廣應(yīng)用將進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)國內(nèi)相關(guān)區(qū)域從局部脫碳向全面凈零碳的邁進(jìn)。2021

年

國務(wù)院將本項(xiàng)目“光儲(chǔ)直柔”、“直流配電”技術(shù)路線納入《2030

年前碳達(dá)峰

行動(dòng)方案》。本示范工程光伏所發(fā)電量優(yōu)先供莊上村居民使用，多余電量由電網(wǎng)全額收

購，不足電量由電網(wǎng)企業(yè)提供。以發(fā)電總量計(jì)算投資方的收益，儲(chǔ)能收益算給

投資方。FCS

資產(chǎn)無償移交給電網(wǎng)公司管理，電網(wǎng)公司根據(jù)系統(tǒng)與電網(wǎng)交互的

電量向投資方結(jié)算電費(fèi)，所產(chǎn)生的線損由電網(wǎng)承擔(dān)。項(xiàng)目參與單位包括牽頭方芮城縣人民政府、投資方中電國際、設(shè)計(jì)方國核電規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院、建設(shè)運(yùn)營方南京國臣直流配電科技有限公司、合作方芮城縣供電公司以及屋頂持有方莊上村村民。各參與方按合同/投資協(xié)議約定進(jìn)行利

益分配：莊上村總共

71

戶居民鋪設(shè)光伏，所選光伏組件每塊

400W，共有

5000

塊，

總裝機(jī)

2MW。年發(fā)電

1200

小時(shí)，其中

8.52

萬

kWh

向當(dāng)?shù)赜脩裘赓M(fèi)贈(zèng)送

（1200kWh/戶），10.68

萬

kWh

向當(dāng)?shù)赜脩舫鍪?，剩余電量售賣給電網(wǎng)公司。社會(huì)效益方面，本示范工程光伏裝機(jī)容量

2MW，平均每年預(yù)計(jì)可提供

240萬

kWh

清潔電力，節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤

966t，減少排放二氧化碳

2392.8t、二氧化硫72t、粉塵排放

652.8t、氮氧化物

36t。建設(shè)本工程可以減少一定的化石能源的

消耗，有利于環(huán)節(jié)環(huán)境保護(hù)壓力，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的協(xié)調(diào)發(fā)展，節(jié)能和環(huán)保效

果顯著。此外，本示范工程采用光儲(chǔ)直柔技術(shù)對(duì)光伏發(fā)電進(jìn)行傳輸消納，與傳統(tǒng)分

布式能源技術(shù)相比，光儲(chǔ)直柔技術(shù)在電能質(zhì)量問題、電網(wǎng)的擴(kuò)容壓力問題、電

網(wǎng)調(diào)度問題、臺(tái)區(qū)重過載問題、線路損耗、供電可靠性等具有明顯的優(yōu)越性，

能夠避免分布式大規(guī)模并網(wǎng)帶來的電能質(zhì)量問題、緩解電網(wǎng)擴(kuò)容壓力、減少線

路損耗、提高供電可靠性、提高能源利用效率。經(jīng)濟(jì)效益方面，項(xiàng)目帶動(dòng)農(nóng)民增收及村集體經(jīng)濟(jì)收入（戶均增收

1200

元以

上），推動(dòng)鄉(xiāng)村振興。增加

GDP

和財(cái)政收入，實(shí)現(xiàn)每年發(fā)電收益約

100

萬元/年

（稅收約

10

萬元），提升地方經(jīng)濟(jì)水平。當(dāng)納入碳交易后，項(xiàng)目將新增額外的

碳指標(biāo)收入（目前國內(nèi)價(jià)約

12.6

萬、國際價(jià)約

88.2

萬元）。另外，農(nóng)村光儲(chǔ)

直柔系統(tǒng)的實(shí)施還減少了農(nóng)村電網(wǎng)升級(jí)改造投資以及“煤改電”、“煤改氣”

等取暖工程的投資支出。莊上村投建的“戶-村”光儲(chǔ)直柔示范項(xiàng)目具備明顯的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，其探索出的商業(yè)模式可在芮城縣乃至全國各村推廣，進(jìn)而形成“鄉(xiāng)鎮(zhèn)-縣-地市-省”推廣模式，打造農(nóng)村供給城鎮(zhèn)的能源生產(chǎn)消費(fèi)新模式。Executive

SummaryZhuangshang

village

PEDF

project

is

located

in

Zhuangshang

village

on

the

North

Bank

of

the

Yellow

River

in

Ruicheng,

Shanxi

Province.

The

total

installed

capacity

of

distributed

photovoltaic

is

2MW

and

the

energy

storage

is

600kwh,

including

household

level

and

village

level

PEDF

system.

The

two

networks

are

connected

to

the

AC

power

grid

through

power

electric

transformers

(ac/dc).

The

voltage

level

of

household

level

PEDF

system

is

DC220V.

It

is

an

IT

system,

which

adopts

unipolar

wiring

and

radial

topology.

Through

DC/DC

converters,

the

voltage

transformation

and

coordinated

control

of

the

system

are

realized.

It

is

mainly

used

to

supply

residential

electricity,

and

the

remaining

electricity

is

sent

to

the

village

level

PEDF

system.

The

voltage

level

of

the

village

level

PEDF

system

is

DC750V.

The

IT

ungrounded

system

adopts

unipolar

wiring

and

radial

topology,

which

facilitates

the

energy

interaction

between

households

in

the

village

and

with

the

power

grid.

After

calculation,

the

total

average

line

loss

of

the

system

is

about

4%,

which

is

7%

lower

than

the

design

limit,

and

the

measured

overall

efficiency

is

91.7%.Through

the

development

of

PEDF

technology,

the

project

will

promote

"carbon

neutralization"

with

comprehensive

electrification

and

zero

emissions,

leading

the

zero

carbon

operation

in

rural

areas

around

the

world.

The

project

realizes

the

efficient

consumption

of

distributed

photovoltaic

and

improves

the

energy

efficiency

of

power

generation

and

the

ability

of

power

mutual

assistance

between

stations.

It

solves

the

problems

of

partial

capacity

expansion

pressure,

three-phase

imbalance,

harmonics,

voltage

fluctuation

and

flicker

brought

by

distributed

photovoltaic

to

the

power

grid.

It

also

solves

the

problem

of

random

fluctuation

of

photovoltaic

power

generation

and

satisfies

people's

electricity

consumption.

It

realizes

flexible

and

friendly

access

to

the

power

grid,

and

is

observable,

measurable

and

controllable.

In

terms

of

technical

scheme,

the

system

coordinates

and

controls

photovoltaic,

power

grid,

energy

storage

and

load

through

voltage

band

control

strategy

to

maintain

the

voltage

stability

of

building

distribution

system

and

ensure

stable

operation.

A

residual

current

protection

scheme

suitable

for

DC

system

is

proposed.

Through

the

flexible

cooperation

of

LVDC

active

monitoring

device

and

DC

residual

protection

actuator,

the

reliable

driving

tripping

or

sending

tripping

signal

can

be

realized.

This

project

also

develops

a

DC

arc

extinguishing

module

to

realize

the

arc

free

switching

on

and

off

of

DC

loads.The

project

was

awarded

the

"China

zero

carbon

village

project

demonstration

village"

by

the

Ministry

of

agriculture

and

rural

development

and

the

United

Nations

Development

Agency.

Itspromotion

and

application

will

further

realize

the

progress

of

local

decarbonization

to

comprehensive

net

zero

carbon

in

relevant

regions

in

China.

In

2021,

the

State

Council

included

the

technical

routes

of

PEDF

and

DC

power

distribution

in

the

"action

plan

for

carbon

peak

by

2030".The

power

generated

by

the

Photovoltaic

Station

of

this

demonstration

project

is

preferentially

used

by

the

residents

of

Zhuangshang

village.

The

excess

power

is

fully

purchased

by

the

power

grid,

and

the

insufficient

power

is

provided

by

the

power

grid

enterprise.

The

investor's

income

is

calculated

based

on

the

total

power

generation,

and

the

energy

storage

income

is

calculated

to

the

investor.

FCS

assets

are

handed

over

to

the

power

grid

company

for

management

free

of

charge.

The

power

grid

company

settles

the

electricity

charge

to

the

investor

according

to

the

amount

of

electricity

interacted

between

the

system

and

the

power

grid,

and

the

line

loss

incurred

is

borne

by

the

power

grid.The

project

participants

include

the

leading

Party

Ruicheng

County

People's

government,

the

investor

CLP

international,

the

designer

National

Nuclear

Power

Planning

and

Design

Institute,

the

construction

and

operation

party

Nanjing

Golden

Cooperate

DC

Power

Distribution

Technology

Co.,

Ltd.,

the

partner

Ruicheng

County

power

supply

company,

and

the

villagers

of

zhuangshang

village.

Each

participant

shall

distribute

benefits

according

to

the

contract

/

investment

agreement.A

total

of

71

households

in

Zhuangshang

village

have

laid

photovoltaic,

with

a

total

of

5000

photovoltaic

modules

of

400W

each,

and

a

total

installed

capacity

of

2MW.

The

annual

power

generation

is

1200

hours,

of

which

85200

kWh

is

free

to

local

users

(1200kWh

per

household),

106800

kWh

is

sold

to

local

users,

and

the

remaining

electricity

is

sold

to

power

grid

companies.In

terms

of

social

benefits,

the

photovoltaic

installed

capacity

of

this

demonstration

project

is

2MW,

which

is

expected

to

provide

2.4

million

kWh

of

clean

power

on

average

every

year,

save

966t

of

standard

coal,

and

reduce

the

emission

of

2392.8t

carbon

dioxide,

72t

sulfur

dioxide,

652.8t

dust

and

36t

nitrogen

oxides.

The

construction

of

this

project

can

reduce

the

consumption

of

certain

fossil

energy,

and

is

conducive

to

the

pressure

of

environmental

protection,

realizing

the

coordinated

development

of

economy

and

environment,

and

has

remarkable

energy

conservation

and

environmental

protection

effects.In

addition,

this

demonstration

project

adopts

the

PEDF

technology

to

transmit

and

absorb

photovoltaic

power

generation.

Compared

with

the

traditional

distributed

energy

technology,

the

PEDF

technology

has

obvious

advantages

in

power

quality

problems,

power

grid

expansion

pressure

problems,

power

grid

scheduling

problems,

heavy

overload

problems

in

the

substation

area,

line

loss,

power

supply

reliability,

etc.,

and

can

avoid

the

power

qualityproblems

caused

by

distributed

large-scale

grid

connection,

alleviate

the

power

grid

expansion

pressure,

reducing

line

losses,

improving

power

supply

reliability

and

energy

efficiency.In

terms

of

economic

benefits,

the

project

will

drive

villagers'

income

and

village

collective

economic

income

(an

increase

of

more

than

1200

yuan

per

household),

and

promote

rural

revitalization.

It

also

increases

GDP

and

fiscal

revenue

and

realizes

annual

power

generation

revenue

of

about

1million

yuan

/

year

(tax

revenue

of

about

100000

yuan),

and

improve

the

level

of

local

economy.

When

included

in

carbon

trading,

the

project

will

add

additional

carbon

index

income

(the

current

domestic

price

is

about

126000

yuan

and

the

international

price

is

about

882000

yuan

per

year

for

this

project).

In

addition,

the

implementation

of

the

rural

PEDF

system

has

also

reduced

the

investment

in

the

upgrading

and

transformation

of

rural

power

grids

and

the

investment

expenditure

of

heating

projects

such

as

"coal

to

electricity",

"coal

to

gas".The

household-village

PEDF

demonstration

project

invested

and

built

by

Zhuangshang

village

has

obvious

economic

and

social

benefits.

The

business

model

it

has

explored

can

be

promoted

in

Ruicheng

County

and

even

villages

across

the

country,

thus

forming

a

"Township-County-City-Province"

promotion

model,

and

creating

a

new

mode

of

energy

production

and

consumption

for

rural

areas

to

supply

cities

and

towns.#

$1

!"#$%&'()*+,-./012345..........................................................

11.1

莊上村可再生能源儲(chǔ)量調(diào)研..............................................................................................

11.2

莊上村居民用能情況調(diào)研分析.........................................................................................

21.3

本章小結(jié).....................................................................................................................................

52

6&789:;<=>?@5A.............................................................................................

62.1

光儲(chǔ)直柔定義...........................................................................................................................

62.2

農(nóng)村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)架構(gòu)研究..............................................................................................

62.3

農(nóng)村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)分層控制策略研究........................................................................112.4

農(nóng)村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)安全用電技術(shù)研究........................................................................192.5

本章小結(jié)...................................................................................................................................313

$%&789:;<BCDEFG......................................................................................323.1

莊上村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)的必要性和可行性分析..........................................................323.2

莊上村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)技術(shù)方案.......................................................................................323.3

莊上村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)核心裝備及關(guān)鍵技術(shù)...............................................................373.4

莊上村光儲(chǔ)直柔實(shí)施方案.................................................................................................403.5

系統(tǒng)前期的測(cè)試情況...........................................................................................................433.6

本章小結(jié)...................................................................................................................................454

6&789:;<BHIJK-LMNOPQ+,....................................................464.1

農(nóng)村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)效益評(píng)價(jià)............................................................................................464.2

莊上村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)商業(yè)模式.......................................................................................484.3

農(nóng)村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)的宣傳與推廣..................................................................................514.4

本章小結(jié)...................................................................................................................................545

RSETU

......................................................................................................................................55

VWXY...............................................................................................................................................571

!"#$%&'()*+,-./012345莊上村坐落在黃河北岸近

50m

的高塬上，隸屬芮城縣陌南鎮(zhèn)。本章根據(jù)《芮城縣

2021

年國民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展統(tǒng)計(jì)公報(bào)》、《中國能源統(tǒng)計(jì)年鑒

2020》和《芮城縣碳中和整體規(guī)劃討論稿》，以及利用一些實(shí)地調(diào)研的數(shù)據(jù)，針對(duì)莊上村所在地的能源儲(chǔ)量和居民用電情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析。1.1

莊上村可再生能源儲(chǔ)量調(diào)研1.1.1

太陽能資源莊上村位于山西省芮城縣，太陽總輻射量在

4600～5040MJ/m2·a

之間，

根據(jù)《太陽能資源評(píng)估方法》中關(guān)于太陽能資源豐富程度等級(jí)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，為資

源豐富區(qū)。根據(jù)芮城縣氣象站

2010～2014

年統(tǒng)計(jì)資料，該地區(qū)的平均年日照時(shí)

數(shù)在

1916h～2296h

之間，日平均日照時(shí)數(shù)在

5.24h～6.29h

之間。因此，莊上村

擁有發(fā)展光伏的良好自然條件。此外，莊上村還擁有海量的屋頂資源，又因?yàn)?/p>

鄉(xiāng)村電網(wǎng)的容量利用率普遍偏低，這為安裝分布式光伏提供了良好的空間條件

和電網(wǎng)網(wǎng)架條件。1.1.2

風(fēng)能資源莊上村所在的中條山區(qū)區(qū)域位于山西省南端，該區(qū)與黃河谷口相鄰，中條

山自西南向東北穿過，地形作用下該區(qū)域有較大風(fēng)速，且周圍居民較少，因此

當(dāng)?shù)啬壳耙呀ǔ?/p>

17

萬

kW

的風(fēng)力發(fā)電廠。2019

年發(fā)電量

1.61

億

kWh，年上網(wǎng)

電量

1.55

億

kWh，歷年最大發(fā)電量達(dá)

1.8

億

kWh。1.1.3

生物質(zhì)資源莊上村所在的芮城縣是我國傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和產(chǎn)糧大縣之一，具有豐富的生物質(zhì)資源量，主要有農(nóng)業(yè)物秸稈、果樹剪枝、禽畜糞便等。1）按照

2019

年《芮城縣統(tǒng)計(jì)年鑒》給出的數(shù)據(jù)，2018

年芮城縣全年主要糧食產(chǎn)量

34.78

噸，對(duì)應(yīng)的秸稈理論資源量和可收集資源量分別為

36.77

萬

t

和30.4

萬

t，目前部分秸稈用于飼料（不足

1%），剩余主要被還田；2）芮城縣果樹種植面積

18.75

萬畝，主要為蘋果、梨、桃和杏樹，按蘋果樹每畝地每年可以剪下

400kg

的廢棄枝條，其他果樹

200kg

計(jì)算，合計(jì)可產(chǎn)生6.4

萬

t

的果樹剪枝，折合標(biāo)準(zhǔn)煤

3.5

萬

tce。目前這些果木枝條除少量被農(nóng)戶用

做燒炕等燃料之外（不足

5%），其余主要被野外廢棄；13）芮城縣

2018

年全縣禽畜糞便總量為

40.94

萬

t，其中

80.5%為豬糞。芮城縣的畜禽糞便可年產(chǎn)沼氣

3245

萬

m3，按

1m3

沼氣可替代

0.6m3

天然氣、0.714kg

標(biāo)準(zhǔn)煤計(jì)算，共可提純生物天然氣

1947

萬

m3，折合標(biāo)準(zhǔn)煤

2.32

萬

tce。綜上所述，芮城縣莊上村擁有豐富的可再生能源，包括光伏、風(fēng)電和生物

質(zhì)能源，但是開發(fā)不足，資源嚴(yán)重浪費(fèi)。充分利用本地的可再生能源，可以采

取的措施，包括通過建設(shè)風(fēng)力發(fā)電廠對(duì)風(fēng)力資源進(jìn)行開發(fā)與利用；生物質(zhì)資源

取消秸稈還田，作為商品資源深度開發(fā)利用，建設(shè)生物質(zhì)燃料電廠，補(bǔ)充電力

短缺；探索新型配電系統(tǒng)，充分開發(fā)利用光伏可再生能源等。本項(xiàng)目主要在莊

上村針對(duì)光伏可再生資源的開發(fā)與利用進(jìn)行研究。1.2

莊上村居民用能情況調(diào)研分析1.2.1

莊上村能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)根據(jù)走訪調(diào)研，莊上村目前年消耗煤炭約

3700

噸、液化天然氣

4.5

噸、電

能

650

萬度（當(dāng)前已完成煤改電

150

戶）、薪柴

90

噸、秸稈

900

噸、汽油

150

噸、柴油

90

噸。莊上村的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中，生活用能方面以“煤或生物質(zhì)燃燒

+電”為主，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通出行用能以柴油汽油為主，少量用電。推動(dòng)農(nóng)村能

源轉(zhuǎn)型，首先必須提高電能在能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中的占比。因此本項(xiàng)目通過探索光

儲(chǔ)直柔新型配電系統(tǒng)，充分利用當(dāng)?shù)刎S富的光伏可再生能源，以提高終端電氣

化比例，推動(dòng)農(nóng)村能源轉(zhuǎn)型，助力農(nóng)村地區(qū)率先實(shí)現(xiàn)碳達(dá)峰、碳中和。1.2.2

莊上村電能消費(fèi)特征農(nóng)村各戶的常住人口數(shù)、電氣化水平、經(jīng)濟(jì)水平以及出行方式和習(xí)慣等具

有一定差異，這就決定了各戶用電特征存在著一定差異。通過調(diào)研村落

67

戶農(nóng)

宅

2020

年的用電耗數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，得出農(nóng)戶全年的居住習(xí)慣，并據(jù)此將農(nóng)

宅分為常住農(nóng)宅、暫住農(nóng)宅和無人居住農(nóng)宅三種類型，其中暫住類型定義為連

續(xù)居住時(shí)間不超過三個(gè)月且年居住總時(shí)長少于半年的農(nóng)宅。根據(jù)各戶逐年用電

量的多少，又將常住類型的農(nóng)宅分為高耗型、普通型和節(jié)儉型三類典型用戶。

調(diào)研的

67

戶中常住農(nóng)宅占比最高（72%），常住農(nóng)宅中又以普通型用電農(nóng)戶為

主（48%）；67

戶農(nóng)宅用電量最高為

3011kWh，平均年用電量

903kWh/戶。農(nóng)

宅統(tǒng)計(jì)信息如表

1-1

所示。表

1-1

農(nóng)宅用電信息統(tǒng)計(jì)表2（1）常用住宅類型常用住宅類型是目前農(nóng)村的主體，在節(jié)儉型、普通型、高耗型三類中各選取

4

個(gè)典型農(nóng)戶，分析三者之間的用電特性差異，逐月電耗數(shù)據(jù)如圖

1-1

所示，各戶全年用電量如表

1-2

所示。（a）節(jié)儉型農(nóng)戶月用電量（b）普通型農(nóng)戶月用電量3農(nóng)戶類型常住農(nóng)宅暫住農(nóng)宅無人居住總計(jì)戶數(shù)4881167占比72%12%16%—戶均年用電量（kWh）高耗型23%普通型48%節(jié)儉型29%334390320981130624（c）高耗型型農(nóng)戶月用電量圖

1-1

典型常住農(nóng)宅類型逐月耗電量（kWh）表

1-2

各戶全年用電量單位：kWh根據(jù)圖

1-1、表

1-2，常住農(nóng)宅類型中三類農(nóng)戶的逐月用電量大小有明顯差

異，主要和農(nóng)戶電氣化水平和用電習(xí)慣有關(guān)，但是均具有較明顯的季節(jié)特性，

表現(xiàn)為冬季月份電耗較多，夏季次之，春秋較少。主要原因是冬季（尤其

2

月

春節(jié)）電器使用較多、時(shí)間長，并且涉及電采暖，導(dǎo)致電耗增大；夏季時(shí)有空

調(diào)、電扇、冰箱等長時(shí)間運(yùn)行，且電動(dòng)車和農(nóng)機(jī)具使用頻繁。春秋季屬于農(nóng)忙

時(shí)節(jié)，農(nóng)戶在市內(nèi)活動(dòng)時(shí)間長減少，電器的使用較少。（2）暫住農(nóng)宅根據(jù)調(diào)研，暫住農(nóng)宅的住戶一般為外出務(wù)工人員，也有一部分為遷到縣城工作居住的農(nóng)村人口以及隨子女短期居住的老人，大多會(huì)在春節(jié)器件返鄉(xiāng)居住，部分農(nóng)戶仍參與田間勞作，春秋季在農(nóng)村居住。典型暫住農(nóng)宅的逐月電耗數(shù)據(jù)

如圖

1-2。4農(nóng)戶節(jié)儉型普通型高耗型123456789101112年用電量46860267979112741309138617131857202129693011圖

1-2

典型暫住農(nóng)宅類型逐月耗電量（kWh）暫住型農(nóng)宅的電耗主要集中在

1～5

月份，主要由于短期在農(nóng)村居住，對(duì)生活質(zhì)量有一定的要求，家中電氣化水平較高，冬天短期居住采用電暖器等設(shè)備采暖，導(dǎo)致電耗較大。（3）無人居住農(nóng)宅無人居住農(nóng)宅在農(nóng)村占有一定比例，主要是在農(nóng)轉(zhuǎn)非人口的閑置房屋，還有一部分是搬遷新房后的空置老舊農(nóng)宅。1.3

本章小結(jié)本章對(duì)芮城縣莊上村的可再生能源情況以及居民的用能情況進(jìn)行了實(shí)際的調(diào)研與統(tǒng)計(jì)，為后續(xù)光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)的構(gòu)建提供數(shù)據(jù)支撐。52

6&789:;<=>?@5A2.1

光儲(chǔ)直柔定義根據(jù)國務(wù)院印發(fā)的《2030

年前碳達(dá)峰行動(dòng)方案》中的描述，光儲(chǔ)直柔建筑

集光伏發(fā)電、儲(chǔ)能、直流配電、柔性用電于一體；根據(jù)《民用建筑直流配電設(shè)

計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》中的描述，光儲(chǔ)直柔建筑配電系統(tǒng)是配置分布式光伏和儲(chǔ)能，采用直

流電氣系統(tǒng)，且末端用電設(shè)備具備調(diào)節(jié)能力的新型建筑能源系統(tǒng)。綜上所述，“光儲(chǔ)直柔”中的“光”，即分布式光伏?！皟?chǔ)”即儲(chǔ)能，通

過分布式蓄電和需求側(cè)響應(yīng)的用電模式，緩解光伏發(fā)電和用電負(fù)荷時(shí)間上的矛

盾；“直”即直流配電系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電“直”發(fā)“直”用，大大減少“逆變上網(wǎng)”“整流用電”環(huán)節(jié)，從而減少傳輸損耗，提高發(fā)電用能能效；“柔”，一方面電器設(shè)備自身具備柔性調(diào)節(jié)的能力，就是根據(jù)母線電壓的波動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出功率；另一方面是根據(jù)母線電壓的波動(dòng)動(dòng)態(tài)調(diào)整輸出功率；另一方面是通

過光伏、儲(chǔ)能以及負(fù)荷三者的動(dòng)態(tài)匹配實(shí)現(xiàn)與電網(wǎng)的友好對(duì)接。典型光儲(chǔ)直柔

系統(tǒng)架構(gòu)示意圖如圖

2-1

所示。交流配電網(wǎng)絡(luò)AC

10kV AC

380V500kVar屋頂光伏及組件設(shè)備……==

===

=

===

=

=~ =500kW =

=直流配電網(wǎng)絡(luò)新能源電器(交直流通用)搞癌鱭穿忽閑蜿聞晶藹圖

2-1

典型光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)架構(gòu)示意圖2.2

農(nóng)村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)架構(gòu)研究由于光儲(chǔ)直柔是一種新型直流配電系統(tǒng)，當(dāng)前仍以示范性工程為主，尚缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范，因此本項(xiàng)目參考低壓直流配電系統(tǒng)的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)以及工程經(jīng)驗(yàn)對(duì)農(nóng)村應(yīng)用場(chǎng)景下的光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)進(jìn)行研究。2.2.1

電壓等級(jí)研究GB/T35727-2017《中低壓直流配電電壓導(dǎo)則》將

110V～1500（±750）V劃定為低壓范圍，并給出了低壓直流電壓等級(jí)推薦值序列，如表

2-1

所示。6表

2-1

低壓直流配電系統(tǒng)的標(biāo)稱電壓從表

2-1

可以看出，目前低壓直流負(fù)荷的電壓需求類型較多，有待統(tǒng)一。對(duì)于光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)電壓等級(jí)的確定應(yīng)從傳輸能力、安全性、適用性等多個(gè)角度綜合考慮。農(nóng)村光儲(chǔ)直柔配電系統(tǒng)的電壓等級(jí)包括儲(chǔ)能輸出電壓、光伏輸出電壓、戶級(jí)電網(wǎng)電壓以及村級(jí)直流電網(wǎng)電壓。以實(shí)用化為主，力求結(jié)構(gòu)簡單、安全可靠的農(nóng)村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)，可將光伏和儲(chǔ)能的輸出電壓統(tǒng)一。在戶級(jí)電網(wǎng)電壓選取時(shí)，考慮以下幾個(gè)方面因素：1）各負(fù)荷內(nèi)部元器件的耐壓值作為選取電壓的上限。目前我國市電電網(wǎng)居民入戶的供電電壓有效值為

220

V，其峰值為

220

V，供電電壓波動(dòng)范圍為–

15%~+15%，設(shè)計(jì)時(shí)的耐壓值在

350

V

以上。直流供電電壓應(yīng)低于此值。2）負(fù)荷工作時(shí)的發(fā)熱情況作為選取電壓的下限。對(duì)于恒功率負(fù)載，在正常工作的電壓范圍內(nèi)，電壓越高，負(fù)載內(nèi)部發(fā)熱量越小。以家電中的高耗電產(chǎn)品空調(diào)為例，220

V、10

A

的額定工況下，當(dāng)發(fā)熱量提高

1.5

倍時(shí)，電流升高為=12.25（A），此時(shí)電壓可達(dá)到的下限為

U=220×10/I=179.6（V）。3）考慮直流負(fù)荷的工作有效性。180~350

V

分別規(guī)定了此次負(fù)荷供電的下限和上限，因而直流供電電壓應(yīng)在

180~350

V

之間選擇。除去負(fù)荷工作低壓保護(hù)的下限之外，應(yīng)考慮工作電壓的有效值，使得在直流供電情況下的負(fù)荷工作7優(yōu)選值備選值1500（±750）

1000750（±375）

600

440

400

336

240220（±110）

110注

1：未標(biāo)正負(fù)號(hào)的電壓值對(duì)應(yīng)單極性直流線路，標(biāo)有正負(fù)號(hào)的電壓值對(duì)應(yīng)雙極型直流線

路。注

2：基于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)原因，某些特定的應(yīng)用場(chǎng)合可能需要另外的電壓等級(jí)。有效性與交流供電情況下相當(dāng)或高于交流供電情況下的負(fù)荷工作有效性。鑒于交流額定供電電壓有效值為

220

V，最終確定的電壓等級(jí)為

220~350

V

之間。

綜上，220

V

電壓等級(jí)是直流負(fù)荷電壓等級(jí)的最佳選擇，可最大限度地兼容目前的交流用電設(shè)備，并更有利于降低供電系統(tǒng)的整體損耗，同時(shí)降低后續(xù)

直流家電改造成本。此外，直流

220

V

也是

GB/T

156—2017《標(biāo)準(zhǔn)電壓》、

IEC

60038《標(biāo)準(zhǔn)電壓》中推薦的設(shè)備直流電壓以及發(fā)電廠廠用電的直流電壓。DC750V

為村級(jí)光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)電壓等級(jí)，主要作用是電能傳輸，DC750V

直流電壓負(fù)荷距相比交流

380V

系統(tǒng)明顯提高，且直流系統(tǒng)電壓偏差更大、適

應(yīng)性更強(qiáng)。但實(shí)際運(yùn)行中，由于電力電子變換裝置在直流配電網(wǎng)中廣泛應(yīng)用，電源端的大范圍可調(diào)和用電設(shè)備的大范圍自適應(yīng)，都提供了超寬“電壓帶”的可能性。因此，直流

220

V

和

750V

的電壓等級(jí)并不是嚴(yán)格限制的，實(shí)際的工作電壓可

基于

220

V

和

750V

的基準(zhǔn)線上波動(dòng)。2.2.2

接線形式研究低壓直流配電系統(tǒng)的常見接線形式如圖

2-2

所示。圖

2-2（a）的非對(duì)稱單

極接線方式接線最簡單、設(shè)備最少，在變電站直流系統(tǒng)、軌道交通等領(lǐng)域大規(guī)

模應(yīng)用，技術(shù)相對(duì)成熟；；圖

2-2（b）的對(duì)稱單極接線方式性能和建設(shè)成本介

于單極接線和雙極接線之間。圖

2-2（c）的雙極接線相比單極接線運(yùn)行方式更

加靈活、可靠性更高，但其使用設(shè)備多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，建設(shè)成本高由于整個(gè)農(nóng)村

光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單、電壓等級(jí)低，其本身可靠性就很高，因此宜采

用非對(duì)稱單極接線方式。8L+

L-L+

M

L-A

非對(duì)稱單極接線 B

對(duì)稱單極接線L+

M

L-C

雙極接線圖

2-2

低壓直流配電系統(tǒng)接線形式2.2.3

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)研究低壓直流配電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖

2-3

所示。圖

2-3a

是放射狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，又稱為鏈?zhǔn)交蜉椛錉罱Y(jié)構(gòu)，相較于其他兩種結(jié)構(gòu)，放射狀結(jié)構(gòu)最為簡單，但是這種結(jié)構(gòu)下，位于供電終端的負(fù)載只能獲取本條線路的電能，因此供電可靠性較低；圖

2-3b

是兩端供電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，采用雙電源供電方式，具有較高的可靠性與安全性，是一種特殊的開環(huán)環(huán)狀結(jié)構(gòu)，保護(hù)控制相對(duì)簡單；圖

2-3c

是環(huán)狀配電拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖，供電可靠性高、運(yùn)行靈活，但是環(huán)網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所帶來的的弊端就是相配套的保護(hù)方案要求高。農(nóng)村應(yīng)用場(chǎng)景中的用電負(fù)荷基本屬于三級(jí)負(fù)荷，對(duì)于供電可靠性的要求相對(duì)不高，因此宜采用結(jié)構(gòu)簡單、建設(shè)成本低的放射狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。風(fēng)能低壓直流母線雙向DC/DC換流器儲(chǔ)能設(shè)備直流變壓器DC/AC適配器發(fā)電交流負(fù)載交流系統(tǒng)1DC/AC適配器交流負(fù)載DC/AC適配器交流負(fù)載DC/DC適配器直流負(fù)載a

放射狀直流配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖9

VSC

LOADLOAD

VSC

LOADLOAD

LOAD

VSC

VSC

LOAD

LOADLOAD交流系統(tǒng)1 低壓直流配電網(wǎng)低壓直流母線 低壓直流母線

交流系統(tǒng)2風(fēng)能發(fā)電雙向DC/DC換流器儲(chǔ)能設(shè)備DC/AC適配器交流負(fù)載DC/AC適配器交流負(fù)載b

兩端直流配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖風(fēng)能發(fā)電直流負(fù)載DC/DC適配器低壓直流母線交流系統(tǒng)1低壓直流母線交流系統(tǒng)2雙向DC/DC換流器儲(chǔ)能設(shè)備DC/DC適配器直流負(fù)載雙向DC/DC換流器光伏發(fā)電DC/DC適配器直流負(fù)載斷路器c

環(huán)狀直流配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖圖

2-3

低壓直流配電系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)2.2.4

接地型式研究IEC60364-1《LOW-VOLTAGE

ELECTRICAL

INSTALLATIONS

-

PART

1:

FUNDAMENTAL

PRINCIPLES,

ASSESSMENT

OF

GENERAL

CHARACTE-RIS

TICS,

DEFINITIONS》對(duì)于直流接地型式進(jìn)行了定義，類似交流系統(tǒng)，分為

TT系統(tǒng)，IT

系統(tǒng)，TN

系統(tǒng)三種接地型式，如圖

2-4

所示。TN

系統(tǒng)為電源側(cè)直接接地，用電設(shè)備外殼經(jīng)過保護(hù)線與電源接地點(diǎn)共同接地，如圖

2-4a

所示；TT系統(tǒng)為電源側(cè)與用電設(shè)備外殼直接接地，電氣裝置的接地點(diǎn)在電氣上獨(dú)立于電源端的接地點(diǎn)，如圖

2-4b

所示；IT

系統(tǒng)為電源側(cè)不接地或者經(jīng)高阻抗接地，用電設(shè)備外殼直接接地，如圖

2-4c

所示。10

DC/DC

適配器直流負(fù)載交流負(fù)載

直流負(fù)載

交流負(fù)載DC/AC

DC/DC適配器

適配器DC/AC適配器DC/AC適配器

交流負(fù)載L+L-L+L-L+L-PE PE PELoadA

TNLoadB

TTLoadC

IT圖

2-4

低壓直流配電系統(tǒng)接地型式作為全新的光儲(chǔ)直柔配電系統(tǒng)，中線（或負(fù)極）接地方式就成為討論的重點(diǎn)。支持“直接接地”的一方認(rèn)為：中線（或負(fù)極）接地方式的直流系統(tǒng)，可以像交流系統(tǒng)一樣，通過漏電保護(hù)保證用電安全，還可以防止懸浮系統(tǒng)電壓漂移。但這種方式只要正極接地就跳閘，降低了供電的可靠性。支持“不接地”一方認(rèn)為：不接地系統(tǒng)在單極觸碰時(shí)，理論上無漏電流產(chǎn)生，也就不影響人體安全，還避免了接地系統(tǒng)單極接地故障斷電的風(fēng)險(xiǎn)，提高了供電的安全性。但這種方式，如果先發(fā)生一極接地后，再發(fā)生觸電就有人身安全的風(fēng)險(xiǎn)。但是無論是接地和不接地，為系統(tǒng)安裝直流漏電保護(hù)器，仍是保證人體安全的必要環(huán)節(jié)，要求整個(gè)產(chǎn)業(yè)界盡快推出價(jià)廉物美的相應(yīng)產(chǎn)品。綜上，莊上村光儲(chǔ)直柔所采用的系統(tǒng)架構(gòu)示意圖如圖

2-5

所示，包含DC750V

和

DC220V

兩個(gè)電壓等級(jí)，均采用單極接線形式，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)采用結(jié)構(gòu)簡單、方便控制的放射狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，接地型式將作為一種保護(hù)手段在

2.4.2

中作具體研究。A

B

CA

B

CDC+DC-村級(jí)低壓直流配電系統(tǒng)DC750變壓器 并網(wǎng)裝置戶1 戶2 戶n光伏 儲(chǔ)能 光伏 儲(chǔ)能 光伏 儲(chǔ)能直來電 直來電 直來電DC+

DC-DC220VDC+

DC-DC220VDC+

DC-DC220V直流負(fù)荷 直流負(fù)荷 直流負(fù)荷圖

2-5

農(nóng)村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)架構(gòu)示意圖2.3

農(nóng)村光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)分層控制策略研究11直流系統(tǒng)對(duì)于控制的基本要求是保持供電系統(tǒng)中重要負(fù)荷的供電可靠性和電能質(zhì)量需求，在此基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)分布式電源的充分利用。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，從系統(tǒng)角度出發(fā)，根據(jù)時(shí)間尺度和控制目的可以將直流供電系統(tǒng)控制架構(gòu)劃分為能量優(yōu)化控制層和電壓協(xié)調(diào)控制層。光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)的運(yùn)行控制框架如圖

2-6

所示。上層為調(diào)度管理層，通過監(jiān)控管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)與電網(wǎng)的能量交互管理，優(yōu)化系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)，其控制時(shí)間尺度通常在秒級(jí)別；底層為就地控制層，通過直來電裝置協(xié)調(diào)控制光伏、電網(wǎng)、儲(chǔ)能和負(fù)荷，維持建筑配電系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，保障穩(wěn)定運(yùn)行，其控制時(shí)間尺度通常在毫秒級(jí)別。另外，就地控制層的控制優(yōu)先級(jí)更高。理層電壓控制層源

網(wǎng)

荷

儲(chǔ)模式切換光伏DC/DC儲(chǔ)能DC/DCAC/DC監(jiān)控管理系統(tǒng)多端口能量路由器層 儲(chǔ)能 電網(wǎng) 光伏 儲(chǔ)能圖

2-6

光儲(chǔ)直柔建筑配電系統(tǒng)控制架構(gòu)圖2.3.1

電壓協(xié)調(diào)控制層2.3.1.1

基于電壓帶的變換器協(xié)調(diào)控制策略在直流系統(tǒng)中，直流電壓直接反映了功率平衡的情況，當(dāng)流入功率大于流出功率時(shí)，直流電壓上升；當(dāng)注入功率小于流出功率時(shí)，直流電壓下降。電壓12調(diào)度管

數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)

實(shí)時(shí)顯示

直流電表

直流電表

直流電表交流電表

協(xié)調(diào)控制層主要實(shí)現(xiàn)短期功率平衡，在接到優(yōu)化控制指令后，實(shí)時(shí)調(diào)整可控設(shè)備的出力或?qū)煽刎?fù)荷進(jìn)行相關(guān)控制，滿足系統(tǒng)功率平衡和維持直流電壓穩(wěn)定。本項(xiàng)目針對(duì)電壓協(xié)調(diào)控制層，提出基于電壓帶的協(xié)調(diào)控制策略，即通過設(shè)

定各電力電子變換設(shè)備（AC/DC

和

DC/DC

變換器）的上下限調(diào)節(jié)直流母線電

壓，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的電壓穩(wěn)定和功率平衡。具體實(shí)施如下：將來自交流電的

AC/DC（或者來自高壓直流的

DC/DC）變換器、光伏電

壓

DC/DC

輸出和儲(chǔ)能

DC/DC

電壓設(shè)置成不同的閾值，來實(shí)現(xiàn)三者之間的混合

運(yùn)行控制。本系統(tǒng)中能量消耗優(yōu)先級(jí)為光伏>儲(chǔ)能>市電，即：光伏優(yōu)先利用、

余電存儲(chǔ)儲(chǔ)能、市電后備，則光伏的輸出電壓

Upv、儲(chǔ)能輸出電壓

Ubat

和市電輸

出電壓

Ug

設(shè)置成如式（2-1）：U

PV

>

Ubat

>

U

g （2-1）如圖

2-7

所示，當(dāng)正午光照充足時(shí)，光伏經(jīng)

MPPT

控制，可以輸出到較高的直流電壓，供負(fù)載使用，當(dāng)光照減弱時(shí)，光伏變換器輸出電壓隨之下降；當(dāng)下降到儲(chǔ)能輸出電壓以下時(shí)，儲(chǔ)能為負(fù)載提供電能；當(dāng)儲(chǔ)能系統(tǒng)放電后，電壓下降到市電變換器輸出電壓時(shí)，系統(tǒng)由市電進(jìn)行供電。正午光照充足

傍晚或早晨光照較弱夜間&谷電圖

2-7

變換器協(xié)調(diào)控制示意圖基于電壓帶的協(xié)調(diào)控制策略能夠最大化就地消納光伏新能源，提高能源利用效率，同時(shí)還能夠避免新能源大規(guī)模并網(wǎng)給電網(wǎng)帶來的電網(wǎng)帶來的調(diào)度壓力。由于直流系統(tǒng)不存在頻率和相位，直流系統(tǒng)電能質(zhì)量相比交流系統(tǒng)更加優(yōu)越，且直流電壓控制能力作為評(píng)價(jià)直流系統(tǒng)性能的關(guān)鍵指標(biāo)之一，同交流相比，由

于直流的柔性特點(diǎn)，直流系統(tǒng)的可調(diào)節(jié)性能和響應(yīng)的快速性要好很多，電壓帶

控制使得系統(tǒng)可以在一定電壓偏差范圍內(nèi)合理運(yùn)行。13UPV

Ubat

Ug

2.3.1.2

直來電裝置的研制為實(shí)現(xiàn)光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)就地控制層的小型化、規(guī)模化和簡約化，基于電壓帶

的變換器協(xié)調(diào)控制策略，本項(xiàng)目研究開發(fā)一種直來電裝置，為光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)中

的光伏、電網(wǎng)、儲(chǔ)能和負(fù)荷提供所需的功率交互接口，其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖

2-8

所

示。建筑物屋頂能夠鋪設(shè)的光伏組件數(shù)量有限，因此光伏系統(tǒng)發(fā)出電壓較低，

需經(jīng)

Boost

升壓斬波電路（即光伏

DC/DC

控制器）升壓后接入系統(tǒng)，為最大限度利用光伏能源，一般采用最大功率跟蹤（MPPT）實(shí)時(shí)跟蹤光伏的最大功率；儲(chǔ)能系統(tǒng)要求能夠與系統(tǒng)進(jìn)行能量雙向交互，因此采用

Buck-Boost

升降壓電路（即儲(chǔ)能

DC/DC

控制器），通過電壓電流雙閉環(huán)控制實(shí)現(xiàn)電流限流和電壓的精

準(zhǔn)調(diào)節(jié)。直來電裝置主要有兩方面的作用，一方面協(xié)調(diào)控制光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)

控制器，維持系統(tǒng)電壓穩(wěn)定，同時(shí)實(shí)時(shí)上傳光儲(chǔ)直柔系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)并接受上

層能量調(diào)度管理層的指令。直來電的外形圖如圖

2-8

所示，具有體積小、重量輕、液晶顯示、外觀精

美、便于、安裝的優(yōu)點(diǎn)，機(jī)箱主體采用白色設(shè)計(jì)，原因在于直來電以戶外安裝

為主，白色能夠最大程度避免光照對(duì)設(shè)備運(yùn)行的影響。h2-8

)i,jkh直來電產(chǎn)品規(guī)格如下：1）功能特點(diǎn)：l光伏最大功率跟蹤輸出；l直流輸入、輸出電壓范圍可設(shè)定；l輸出具備穩(wěn)壓限流功能；14l自帶多重保護(hù)功能；l提供多種通訊方式；l具備

GPS

校時(shí)功能；l可并機(jī)使用，具有良好的擴(kuò)展性、互換性。2）技術(shù)參數(shù)表：表

2-2

直來電技術(shù)參數(shù)表15序號(hào)型號(hào)GC-WPV/HZ/5715N1輸入側(cè)參數(shù)1額定輸入電壓550.0V2輸入電壓范圍300V~7303最大電流25A輸出側(cè)參數(shù)1額定輸出電壓750V2輸出電壓允許范圍600V~800V3最大輸出電流13.5A4最大負(fù)載功率