Ankeri Liu Qiuxia

Resumen: a partir de la composición de la estructura del sistema y las tecnologías clave que deben resolverse en el proyecto, se diseña un esquema de central fotovoltaica distribuida en techos basado en la integración del almacenamiento óptico. la viabilidad del esquema se verifica a través de casos prácticos de operación de montaje, y se encuentra una solución práctica para la generación de energía fotovoltaica en techos basada en la integración del almacenamiento óptico.

Palabras clave: techo; Centrales fotovoltaicas distribuidas; Integración del almacenamiento óptico; Efecto operativo

0. Introducción

En los últimos años, la tecnología de generación de energía fotovoltaica ha logrado un desarrollo significativo, los costos se han reducido gradualmente y el campo de aplicación se ha ampliado continuamente. La central fotovoltaica distribuida en techo, con sus ventajas únicas, se ha convertido en una forma importante de aplicación de la generación de energía fotovoltaica. Sin embargo, hay cierta inestabilidad en la generación de energía fotovoltaica, como la influencia de la intensidad de la luz y las condiciones meteorológicas, lo que hace que la generación de energía fotovoltaica fluctúe mucho. Para resolver este problema, surgió la tecnología integrada de almacenamiento óptico. La tecnología integrada de almacenamiento óptico logra una salida suave de la generación de energía fotovoltaica mediante la combinación de la generación de energía fotovoltaica y el sistema de almacenamiento de energía, mejora la estabilidad y fiabilidad del sistema y amplía el campo de aplicación de la generación de energía fotovoltaica.

Estructura del sistema de centrales fotovoltaicas distribuidas en techos basada en la integración del almacenamiento óptico

1.1 marco general del sistema

El marco general del sistema de la central fotovoltaica distribuida en el techo basado en la integración del almacenamiento óptico incluye matriz fotovoltaica e inversores, sistema de almacenamiento de energía, despacho de energía y sistema de gestión de energía. La matriz fotovoltaica convierte la energía solar en energía de corriente continua; El inversor convierte la energía de corriente continua en energía de corriente alterna, y la red de suministro de energía o la carga se utilizan; El sistema de almacenamiento de energía es responsable de suministrar energía a la carga cuando la generación de energía fotovoltaica no es suficiente para satisfacer la demanda de carga, y almacenar energía eléctrica cuando la generación de energía fotovoltaica es excesiva; El sistema de despacho y gestión de energía eléctrica realiza el control coordinado de los sistemas de generación y almacenamiento de energía fotovoltaica de acuerdo con la demanda de carga y la situación de la generación de energía fotovoltaica. A través de la estrecha cooperación de las partes anteriores, el sistema de central fotovoltaica distribuida en techo basado en la integración del almacenamiento óptico puede lograr una utilización * eficiente de la energía solar y mejorar la estabilidad y fiabilidad del sistema.

1.2 matrices fotovoltaicas e inversores

La matriz fotovoltaica es la parte central del sistema de centrales fotovoltaicas distribuidas en techos basado en la integración del almacenamiento óptico, que se encarga principalmente de convertir la energía solar en energía de corriente continua. La selección y el diseño de los conjuntos fotovoltaicos deben tener en cuenta el rendimiento, el costo y la fiabilidad de los módulos fotovoltaicos, etc., y los conjuntos fotovoltaicos adecuados deben seleccionarse de acuerdo con las diferentes necesidades de aplicación. Al mismo tiempo, para lograr el seguimiento de alta potencia y mejorar la eficiencia del sistema, la selección del inversor y la estrategia de control también son cruciales.

1.3 Sistema de almacenamiento de energía

El sistema de almacenamiento de energía puede seleccionar diferentes tipos de tecnologías de almacenamiento de energía de acuerdo con diferentes escenarios y necesidades de aplicación, como baterías de iones de litio, baterías de flujo de vanadio, etc. El diseño de la capacidad del sistema de almacenamiento de energía debe tener plenamente en cuenta factores como la volatilidad de la generación de energía fotovoltaica, la demanda de carga y el costo del sistema. Además, la estrategia de control del sistema de almacenamiento de energía también es un eslabón importante para garantizar el funcionamiento estable del sistema. Para elegir el sistema de almacenamiento de energía adecuado para sí mismo de acuerdo con los diferentes escenarios de aplicación, la siguiente es una comparación de los tipos comunes de almacenamiento de energía (véase la tabla 1).

1.4 sistemas de despacho y gestión de energía eléctrica

El sistema de despacho de energía y gestión de energía es responsable de coordinar y controlar el sistema de generación y almacenamiento de energía fotovoltaica, lograr una salida suave de la generación de energía fotovoltaica y mejorar la estabilidad y fiabilidad del sistema. El sistema de despacho y gestión de energía eléctrica necesita monitorear la generación de energía fotovoltaica, el Estado del sistema de almacenamiento de energía y las necesidades de carga en tiempo real, y formular una estrategia de despacho razonable. Las estrategias de programación típicas incluyen suavización de picos y valles, prioridad para satisfacer las necesidades de carga, optimización de estrategias de carga y descarga, etc. Con el fin de mejorar el grado de inteligencia del sistema, se puede combinar inteligencia artificial, análisis de Big data y otras tecnologías para el despacho de energía y la gestión de energía.

2. tecnologías clave

Las tecnologías clave en el sistema de centrales fotovoltaicas distribuidas en techos basado en la integración del almacenamiento óptico incluyen la selección y el diseño de módulos fotovoltaicos de eficiencia, la tecnología de inversores, la tecnología del sistema de almacenamiento de energía y la estrategia de despacho y gestión de energía eléctrica, así como la optimización de la estructura del techo y el diseño de Seguridad.

2.1 selección y diseño de módulos fotovoltaicos

El rendimiento de los módulos fotovoltaicos afecta directamente la eficiencia de generación de energía de todo el sistema. Al elegir un módulo fotovoltaico, se deben tener plenamente en cuenta factores como los parámetros de rendimiento, el costo, la fiabilidad y la vida útil del módulo. Los tipos comunes de módulos fotovoltaicos en el mercado actual incluyen módulos solares de silicio cristalino, módulos solares de película delgada, etc. Además, de acuerdo con las condiciones y necesidades específicas del techo, se puede diseñar un diseño razonable de la matriz fotovoltaica para que el sistema pueda lograr una gran generación de energía en diferentes condiciones de luz.

2.2 tecnología de inversores

El inversor es un equipo clave en el sistema de generación de energía fotovoltaica, responsable de convertir la energía de corriente continua producida por la matriz fotovoltaica en energía de corriente alterna. El rendimiento y la estrategia de control del inversor tienen un impacto importante en la eficiencia y estabilidad de todo el sistema. En la actualidad, hay diferentes tipos de inversores centralizados, inversores de serie y microinversores en el mercado. Al seleccionar el inversor, se deben considerar de manera integral de acuerdo con el tamaño del sistema, las características del componente, las condiciones de instalación y otros factores. Al mismo tiempo, el algoritmo de rastreo de puntos de alta potencia (mppt) y la función de protección del inversor también tienen un impacto importante en el rendimiento del sistema.

2.3 tecnología del sistema de almacenamiento de energía

El sistema de almacenamiento de energía es una parte clave de la central fotovoltaica distribuida en techos integrados de almacenamiento óptico, y su rendimiento y diseño afectan directamente la estabilidad y fiabilidad del sistema.

2.3.1 selección del tipo de almacenamiento de energía

De acuerdo con diferentes escenarios y necesidades de aplicación, se pueden seleccionar diferentes tipos de tecnologías de almacenamiento de energía, como baterías de iones de litio, baterías de flujo de vanadio, condensadores de grado *. Al elegir el tipo de almacenamiento de energía, se deben considerar factores como el rendimiento, el costo, la vida útil y la seguridad del equipo de almacenamiento de energía.

2.3.2 diseño de la capacidad de almacenamiento de energía

El diseño de la capacidad de almacenamiento de energía debe tener plenamente en cuenta factores como la volatilidad de la generación de energía fotovoltaica, la demanda de carga y el costo del sistema. Un diseño razonable de la capacidad de almacenamiento de energía puede garantizar el funcionamiento estable del sistema en diferentes condiciones de luz y carga, evitando al mismo tiempo la inversión excesiva. Por lo general, el análisis de equilibrio energético, el análisis estadístico de probabilidad y otros métodos se utilizan para calcular y optimizar la capacidad de almacenamiento de energía.

2.3.3 estrategia de control del sistema de almacenamiento de energía

La estrategia de control del sistema de almacenamiento de energía desempeña un papel importante en garantizar el funcionamiento estable del sistema y mejorar la eficiencia de la generación de energía. Las estrategias de control comunes incluyen la optimización de la estrategia de carga y descarga, la estimación del estado, el diagnóstico de fallas y la protección. Al mismo tiempo, se puede combinar inteligencia artificial, análisis de Big data y otras tecnologías * para lograr un control más inteligente del sistema de almacenamiento de energía.

2.4 estrategias de despacho de energía y gestión energética

Las estrategias de despacho de energía y gestión energética juegan un papel clave en la realización del funcionamiento coordinado de la generación de energía fotovoltaica y el sistema de almacenamiento de energía. Las estrategias de programación típicas incluyen suavización de picos y valles, prioridad para satisfacer las necesidades de carga, optimización de estrategias de carga y descarga, etc. La estrategia de despacho de energía y gestión energética debe ajustarse dinámicamente de acuerdo con la demanda real de carga, la situación de la generación de energía fotovoltaica y el Estado del sistema de almacenamiento de energía para lograr un funcionamiento estable del sistema y una generación de energía eficiente.

2.5 optimización de la estructura del techo y diseño de Seguridad

La optimización de la estructura del techo y el diseño de Seguridad son esenciales para garantizar el funcionamiento estable de las centrales fotovoltaicas distribuidas en el techo y prolongar la vida útil del sistema. En el proceso de diseño, se deben tener plenamente en cuenta factores como la capacidad de carga del techo, la forma estructural, el modo de instalación, la protección contra rayos, la prevención de incendios y el viento. Además, es necesario diseñar razonablemente los módulos fotovoltaicos, inversores, sistemas de almacenamiento de energía y otros equipos para facilitar la instalación, mantenimiento y resolución de problemas del sistema. En términos de diseño de seguridad, se deben seguir las normas y especificaciones nacionales y regionales para garantizar el funcionamiento seguro del sistema en diversas condiciones ambientales.

3. casos de realización

De acuerdo con los conceptos de diseño anteriores y las tecnologías clave, se han aplicado en un gran complejo comercial. El área del techo del complejo es de unos 5.000 metros cuadrados. para mejorar la eficiencia energética y reducir los costos eléctricos, se instala una central fotovoltaica distribuida integrada de almacenamiento de luz en el techo. El objetivo de diseño del proyecto es satisfacer alrededor del 60% de las necesidades diarias de electricidad del complejo comercial.

3.1 Plan de diseño e implementación

De acuerdo con el área del techo y las necesidades del propietario, se selecciona el hardware correspondiente. Módulos fotovoltaicos: se seleccionaron módulos de silicio monocristalino longi solar LR6 - 72hph450w, con un total de 560 piezas, con una capacidad instalada total de 252kwp. Inversor: se seleccionan inversores en serie de tres fases sunglowsg110cx, un total de dos unidades, con una capacidad total de 220kw. sistema de almacenamiento de energía: se seleccionan baterías de iones de litio catllfps, con una capacidad de almacenamiento de energía de 300kw · H. Durante la implementación, los módulos fotovoltaicos se colocan en el techo de acuerdo con una inclinación sur de 20 °, lo que aumenta la generación de energía *. Al mismo tiempo, el inversor y el sistema de almacenamiento de energía se instalan en la Sala de computadoras cerca del techo para reducir la pérdida de la línea.

3.2 evaluación y optimización del rendimiento

Después de un año de funcionamiento, la central fotovoltaica alcanzó una generación de energía de unos 305 MW · h, cumpliendo con el objetivo esperado. El sistema de almacenamiento de energía almacena el excedente de electricidad de la generación fotovoltaica durante el día y la libera por la noche, lo que permite al complejo comercial lograr un pico y Valle suaves durante el período pico de consumo de electricidad. El siguiente es el cambio de carga del transformador principal después del funcionamiento de la central eléctrica (véase el cuadro 2). A través del monitoreo y análisis del rendimiento del sistema, se encontró que la eficiencia de generación de energía de los módulos fotovoltaicos debe mejorarse aún más, por lo que se aumentó la frecuencia de limpieza para garantizar el funcionamiento estable a largo plazo de los módulos fotovoltaicos.

3.3 análisis de los beneficios económicos

La inversión total del proyecto es de aproximadamente 1,5 millones de yuanes. Después de un año de funcionamiento, se ahorraron unos 180.000 yuanes en gastos de electricidad. Al mismo tiempo, de acuerdo con la política de subsidios del Gobierno local, el proyecto también puede obtener unos 70.000 yuanes de ingresos de subsidios al año. Teniendo en cuenta todo, el período de recuperación de la inversión del proyecto es de unos seis años, lo que tiene buenos beneficios económicos.

3.4 análisis de proyectos

El caso está razonablemente equipado con módulos fotovoltaicos, inversores y sistemas de almacenamiento de energía de acuerdo con la demanda real de electricidad del complejo comercial, lo que permite que todo el sistema pueda satisfacer alrededor del 60% de la demanda diaria de electricidad y reducir la Dependencia de la red eléctrica externa. El módulo de silicio monocristalino longi solar LR6 - 72hph450w seleccionado tiene una alta eficiencia de conversión (20,6%), lo que garantiza el alto rendimiento y estabilidad del sistema fotovoltaico. Además, se utiliza el inversor en serie de tres fases sungrowsg110cx, que tiene una alta eficiencia * y puede adaptarse al funcionamiento en diferentes condiciones de luz, mejorando la salida de energía de todo el sistema. Al mismo tiempo, se utiliza la batería de iones de litio catllfps como sistema de almacenamiento de energía, que tiene una alta densidad de energía, larga vida útil y seguridad, y puede lograr un almacenamiento y utilización efectivos de la generación de energía fotovoltaica. A través del sistema de despacho de energía y gestión de energía, se realiza el almacenamiento de energía fotovoltaica diurna y la liberación nocturna, lo que reduce la carga eléctrica durante el período pico de consumo de electricidad y mejora la estabilidad de todo el sistema. Más tarde, también se optimizó, se encontró y resolvió el problema de la eficiencia de generación de energía de los módulos fotovoltaicos, se aumentó la frecuencia de limpieza y se garantizó el funcionamiento estable a largo plazo de los módulos fotovoltaicos.

4. sistema de gestión de energía de la microred ancori acel - 2000mg

4.1 Resumen

El sistema de gestión de energía de almacenamiento de energía acel - 2000mg es un sistema de gestión de energía localizado desarrollado especialmente por ankery para centrales eléctricas de almacenamiento de energía industrial y comercial, que puede realizar funciones como adquisición de datos, procesamiento de datos, almacenamiento de datos, consulta y análisis de datos, monitoreo visual, gestión de alarmas, informes estadísticos, gestión de estrategias y curvas históricas de las centrales eléctricas de almacenamiento de energía. Entre ellos, la gestión de estrategias apoya una variedad de opciones de estrategias de control, incluyendo curvas de planificación, Corte de picos y llenado de valles, control de demanda, prevención de contracorriente, etc. El sistema no solo puede realizar el monitoreo y la gestión unificados de cada unidad de almacenamiento de energía en el nivel inferior, sino también realizar la comunicación e interacción de datos con el sistema de despacho superior y la plataforma en la nube, que no sólo puede aceptar instrucciones de despacho superior, sino también satisfacer el monitoreo remoto y la operación y mantenimiento, Para garantizar el funcionamiento seguro, estable, confiable y económico del sistema de almacenamiento de energía.

4.2 escenarios de aplicación

Es adecuado para centrales de almacenamiento de energía industrial y comercial y nuevas centrales de distribución y almacenamiento de energía.

4.3 estructura del sistema

4.4 Funciones del sistema

1) supervisión en tiempo real

Supervisar el funcionamiento de la microred en tiempo real, incluyendo electricidad municipal, fotovoltaica, eólica, almacenamiento de energía, pilas de carga y carga eléctrica, pero también datos de ingresos, condiciones meteorológicas, ahorro de energía y reducción de emisiones.

(2) monitoreo inteligente

Monitorear el entorno del sistema, los módulos fotovoltaicos, los inversores fotovoltaicos, los inversores de control de energía eólica, las baterías de almacenamiento de energía, los convertidores de almacenamiento de energía, los equipos eléctricos, etc. en tiempo real para comprender el funcionamiento del sistema de microred.

(3) predicción de potencia

Predecir la Potencia de generación a corto y corto plazo del sistema de generación distribuida y mostrar la tasa calificada y el análisis de errores.

(4) calidad de la energía eléctrica

Realizar un monitoreo continuo de la calidad y fiabilidad de la energía eléctrica en todo el sistema de microred. Por ejemplo, los datos en estado estable, como los armónicos de voltaje, los parpadeos de voltaje y los desequilibrios de voltaje, y los datos instantáneos de aumento / caída temporal de voltaje e interrupción de voltaje se monitorean, analizan y muestran, y los datos instantáneos de voltaje y corriente se monitorean.

(5) operación visual

Lograr una microred desatendida y una gestión digital, inteligente y conveniente; Monitoreo ininterrumpido de cargas y equipos importantes.

(6) optimizar el control

Al analizar los datos históricos de consumo de electricidad y las condiciones meteorológicas para predecir la Potencia de la carga, y combinar la producción de energía distribuida y el Estado de almacenamiento de energía, se realiza un despacho económico optimizado para reducir el consumo de electricidad en las horas punta o pico y reducir el costo integral de la electricidad de las empresas.

(7) análisis de beneficios

Los usuarios pueden ver los datos diarios de electricidad y ingresos de las tres partes de fotovoltaica, almacenamiento de energía y pilas de carga, y al mismo tiempo pueden cambiar sus informes anuales para ver la electricidad y los ingresos mensuales.

(8) análisis energético

Al analizar la eficiencia de generación y transformación de los equipos fotovoltaicos, eólicos y de almacenamiento de energía, se utiliza para evaluar el rendimiento y el Estado de los equipos.

(9) configuración de la Estrategia

La configuración de la microred establece principalmente la composición del sistema de la microred, los parámetros básicos, la estrategia de operación y los valores estadísticos. Entre ellos, la estrategia incluye la curva de planificación, el corte de picos y el llenado de valles, el control de la demanda, el consumo de Nueva energía, el control de Potencia inversa, etc.

5. hardware y sus productos de apoyo

6. Conclusiones

La central fotovoltaica distribuida en techo integrado de almacenamiento óptico combina la generación de energía fotovoltaica con el sistema de almacenamiento de energía, que tiene una optimización energética y beneficios económicos significativos. La estructura del sistema incluye matrices fotovoltaicas, inversores, sistemas de almacenamiento de energía y sistemas de despacho y gestión de energía eléctrica. Las tecnologías clave incluyen la selección y el diseño de módulos fotovoltaicos, la tecnología de inversores, la tecnología de sistemas de almacenamiento de energía y las estrategias de despacho y gestión de energía eléctrica. A través del análisis de casos de aplicación práctica, se puede encontrar que las centrales fotovoltaicas distribuidas en techos integrados de almacenamiento óptico tienen amplias perspectivas de aplicación en edificios. Con el desarrollo ulterior de la tecnología fotovoltaica y de almacenamiento de energía y el apoyo a las políticas, las ventajas técnicas y los beneficios económicos de las centrales fotovoltaicas distribuidas en techos integrados de almacenamiento óptico serán más obvios. En el futuro, las centrales fotovoltaicas distribuidas en techos integrados de almacenamiento óptico proporcionarán soluciones energéticas limpias y sostenibles para más edificios y contribuirán positivamente a la lucha contra la crisis energética y el cambio climático.

Referencias

[1] Chen yumeng. Diseño e implementación de centrales fotovoltaicas distribuidas en techos basadas en la integración del almacenamiento óptico.

[2] un ideal, Li bei. Diseño e implementación de centrales fotovoltaicas distribuidas en techos [j] aplicaciones de circuitos integrados, 2023, 40 (3): 52 - 54.

[3] Ye hongji, weidong, Guo qian, etc. Método de cálculo de la generación de energía predictiva de las centrales fotovoltaicas distribuidas basado en la información de diseño [j] Journal of solar energy, 2021, 42 (4): 253 - 259.

[4] manual de diseño y aplicación de microredes empresariales de ankeri. edición 2022 05