近期，第11屆國際光伏性能建模與仿真監(jiān)測研討會(huì)在哈爾濱工業(yè)大學(xué)(威海)圖書館報(bào)告廳舉行。來自中、德、美、日、斯洛伐克、塞浦路斯等國內(nèi)外光伏領(lǐng)域?qū)＜?20余人參加會(huì)議。
SMA中國陳健博士代表公司出席本屆研討會(huì)并在會(huì)上做重要演講。陳健博士以《太陽能儲(chǔ)能系統(tǒng)設(shè)計(jì)要點(diǎn)及性能分析》為主題，詳細(xì)闡述儲(chǔ)能系統(tǒng)的相關(guān)內(nèi)容。
儲(chǔ)能的分類主要在電網(wǎng)側(cè)以及用戶側(cè)，市場上的電網(wǎng)側(cè)的項(xiàng)目基本上占到整體的70%左右，而用戶側(cè)占到30%。SMA提供這兩個(gè)大類的所有儲(chǔ)能的解決方案以及解決相應(yīng)的工程整體技術(shù)解決的能力。SMA目前在整體的大型儲(chǔ)能領(lǐng)域已經(jīng)有超過1GW的裝機(jī)量。
SMA在儲(chǔ)能以及復(fù)合型系統(tǒng)中提供的服務(wù)包括在項(xiàng)目開發(fā)的前期，對于整套項(xiàng)目方案的商務(wù)以及技術(shù)模型的整體規(guī)劃，對于整體技術(shù)方案的Sizing的模擬以及項(xiàng)目的計(jì)劃。在實(shí)施階段，SMA的團(tuán)隊(duì)同時(shí)也能夠提供整體的，包括產(chǎn)品的定制化，集裝箱式的儲(chǔ)能產(chǎn)品的整合，以及實(shí)地的項(xiàng)目執(zhí)行。
SMA通過加勒比海St. Esutatius的一個(gè)復(fù)合系統(tǒng)，在柴光儲(chǔ)方面實(shí)現(xiàn)了白天完全關(guān)斷柴油機(jī)，以實(shí)現(xiàn)百分之百的清潔能源供能的系統(tǒng)運(yùn)行。該島嶼位于加勒比海，與古巴相鄰。
該島嶼之前的電力完全是通過外購柴汽油，然后利用柴油發(fā)電機(jī)供電。整個(gè)島嶼年收入的78%以上都要用在柴汽油的購買，所以電力在當(dāng)?shù)厝粘ＶС鲋姓急群芨撸瑢ふ覝p少石油類的能源燃料的消耗，成為了當(dāng)?shù)氐幕緞?dòng)力。
據(jù)此，SMA提出了光伏儲(chǔ)能方案，但不是一步到位就能100%去柴油機(jī)實(shí)現(xiàn)零碳排放，而是分階段實(shí)現(xiàn)的。
該項(xiàng)目從2015年開始實(shí)施，初期通過安裝一定的光伏系統(tǒng)，以減少柴油機(jī)的使用量，此時(shí)光伏的占比很小，所以對當(dāng)?shù)氐奈⒕W(wǎng)影響不大。第二期在原有基礎(chǔ)上，增加光伏裝機(jī)量，達(dá)到了60%比例。為了協(xié)調(diào)柴油機(jī)和光伏系統(tǒng)的平衡，特別是光伏無法穩(wěn)定提供電力，對日常整個(gè)島嶼的波動(dòng)性負(fù)載供電就需要一個(gè)專門的柴光復(fù)合系統(tǒng)控制設(shè)備——SMA開發(fā)的燃油節(jié)省控制器。通過這樣一個(gè)能源管理系統(tǒng)的應(yīng)用，在第二期下半段的白天，特別是在偏傍晚時(shí)段，能夠降低柴油機(jī)的運(yùn)行，而這個(gè)階段已經(jīng)達(dá)到了近90%的清潔能源能夠覆蓋白天所有的供電。2017年完成了第二期的下半段，此時(shí)采用了SMA更新的復(fù)合能源系統(tǒng)。在這個(gè)基礎(chǔ)上，我們整套的能源控制模型跟體系都有了進(jìn)一步的提升，實(shí)現(xiàn)了100%的清潔能源，替代柴油礦物類燃料。
到第二期結(jié)束時(shí)，已應(yīng)用了大量的SMA集成式一體機(jī)方案，包括整個(gè)儲(chǔ)能段的PCS部分，然后集成的發(fā)電機(jī)，以及SGAD，以及自己開發(fā)的能源控制設(shè)備，EMS以及相對的其他的硬件，還有Hampel，就是復(fù)合系統(tǒng)的控制設(shè)備。該套設(shè)備采用的是三星、LG的電池。
第二期結(jié)束之后實(shí)現(xiàn)了白天100%的清潔能源供電，這里的簡圖展示了整個(gè)運(yùn)行的過程。夜晚的時(shí)候，柴油機(jī)還是作為主體來供應(yīng)所有的電力，因?yàn)橥耆墓鈨?chǔ)還不是非常經(jīng)濟(jì)的方案。在白天，我們會(huì)關(guān)斷柴油機(jī)，由光儲(chǔ)系統(tǒng)控制，到了夜晚，柴油機(jī)會(huì)打開工作，這就是我們常說的柴光混合系統(tǒng)。
如果是一個(gè)單純的柴油機(jī)跟光伏結(jié)合的系統(tǒng)，很重要的問題是說當(dāng)白天的光伏發(fā)電出現(xiàn)波動(dòng)，或者說到傍晚的時(shí)候，光伏的供能在瞬間快速減少的過程中，柴油機(jī)的啟動(dòng)，如果是從一個(gè)完全關(guān)斷的情況下，然后打開，它是有一個(gè)打開和關(guān)閉的過程。在這里面，他有一個(gè)差不多是黑區(qū)，或者負(fù)載還在波動(dòng)，是一個(gè)需要滿足的用能單位，然后光伏快速地衰減，而且這個(gè)衰減也不是可控的。柴油機(jī)在這一段期間還是需要有一個(gè)開啟。這時(shí)候就出現(xiàn)了功能無法滿足用能的需求量。
這一塊是在光柴混合系統(tǒng)里最需要解決的部分，往往我們會(huì)在這里加上儲(chǔ)能設(shè)備用來擬合這個(gè)設(shè)備。但是在擬合這個(gè)設(shè)備的時(shí)候，我們在很難預(yù)測光伏衰減的速度以及這個(gè)期間整個(gè)微瓦的用電量的波動(dòng)，在早期設(shè)計(jì)都需要一些保守的儲(chǔ)能設(shè)計(jì)，所以儲(chǔ)能一般來說都不會(huì)很大。
這是當(dāng)時(shí)控制整個(gè)監(jiān)控的界面，也就是整個(gè)混合控制器的監(jiān)控界面。
這兩期的方案，第一期主要還是光伏為主，后面都是以擴(kuò)大光伏同時(shí)加上儲(chǔ)能來替代柴油機(jī)的過程。這個(gè)圖展示了SMA盡量地縮小儲(chǔ)能的裝機(jī)量，同時(shí)又能確保減少負(fù)面影響，比如：傍晚或?yàn)踉铺鞖鈱夥l(fā)電的影響。
這是一個(gè)實(shí)際的數(shù)據(jù)，整個(gè)二期完成以后的實(shí)測數(shù)據(jù)，一線是它的負(fù)載用電量，這是本身島嶼的日常用電量，黑線在白天是有波動(dòng)，不是完全穩(wěn)定的電量。藍(lán)色是儲(chǔ)能用電，黃色是光伏，黑色是柴油機(jī)，黑色在白天是完全關(guān)斷的，傍晚才開啟，然后儲(chǔ)能是重點(diǎn)。儲(chǔ)能僅僅用于彌合，在夜晚或者其他時(shí)間段不做任何承擔(dān)負(fù)載的用電。
SMA前期做了很好的系統(tǒng)以及系統(tǒng)的智能化學(xué)習(xí)，一開始把儲(chǔ)能的裝機(jī)量限制在一個(gè)很低的范圍，一般來說，如果我們保守設(shè)計(jì)儲(chǔ)能供電的時(shí)長，就是對整個(gè)負(fù)載時(shí)長拉高到一小時(shí)、兩小時(shí)的范圍，但該項(xiàng)目，已經(jīng)大大縮小到只有10幾分鐘、20幾分鐘的儲(chǔ)能裝機(jī)需求量，所以已經(jīng)大大節(jié)省了儲(chǔ)能的成本。
這是一個(gè)實(shí)測的陰天數(shù)據(jù)，陰天的光伏供能更加波動(dòng)，SMA整套數(shù)據(jù)還是能夠開發(fā)光伏供電，同時(shí)兼顧考慮白天運(yùn)用多余的光伏發(fā)電充入儲(chǔ)能，儲(chǔ)能充滿的用電量要?jiǎng)偤茫糜谒枰呢?fù)載補(bǔ)充能量。
就電力上來看，不單單是能夠滿足負(fù)載穩(wěn)定的能量，同時(shí)我們在電力質(zhì)量上面也有一個(gè)很高的把控，可以看到整套微網(wǎng)系統(tǒng)在復(fù)合系統(tǒng)EMS的控制下，它的整套微電網(wǎng)的頻率波動(dòng)是非常低的，但是電能質(zhì)量是非常好的。
該項(xiàng)目現(xiàn)在還在進(jìn)行第三期，通過不斷探索，進(jìn)一步增加光伏和儲(chǔ)能，以及在后期，夜晚時(shí)間段也能很大程度關(guān)斷柴油機(jī)。同時(shí)隨著整個(gè)市場儲(chǔ)能設(shè)備成本的下降，在不遠(yuǎn)的未來，光伏加儲(chǔ)能清潔能源能夠完全替代像該島嶼采用化石燃料為基礎(chǔ)的電力供應(yīng)。
SMA擁有37年的光伏行業(yè)經(jīng)驗(yàn)，一貫注重技術(shù)的研發(fā)投入，始終以專業(yè)、專注的態(tài)度服務(wù)客戶。在儲(chǔ)能技術(shù)開發(fā)方面，SMA利用獨(dú)到的行業(yè)趨勢預(yù)判眼光，率先涉足該領(lǐng)域，并經(jīng)過不懈的技術(shù)研發(fā)，在儲(chǔ)能設(shè)備及儲(chǔ)能系統(tǒng)的開發(fā)應(yīng)用中取得了佳績，據(jù)某全球知名信息公司在近期發(fā)布的“2018年儲(chǔ)能逆變器（PCS）報(bào)告”顯示，SMA憑借在2017年約400MW的儲(chǔ)能逆變器銷售業(yè)績，成功奪得全球儲(chǔ)能逆變器銷量榜單第一名。
