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10月24-25日，2017發電側儲能技術商業化應用論壇在青海西寧舉行。在“發電側儲能電站需求及解決方案”主題分論壇上，華能清潔能源技術研究院可再生能源發電技術部高級工程師彭文博做了題為“組件級光伏系統技術研究及其在光儲系統中的應用探索”的主題演講。
以下為演講內容：
彭文博：
主持人：下面有請華能清潔能源研究院彭文博給大家分享“組件級光伏系統技術研究及其在光儲系統中的應用探索”。大家歡迎
彭文博：非常榮幸有機會在此分享一下我們團隊在光伏以及光伏應用方面的工作。
第一、我們自主設計和建設的分布式光伏微網實驗項目。
第二、華能開發的高效智能光伏系統。
第三、高效光伏與儲能項目結合探討。
北京未來科技城華能創新基地分布式微網發電實驗系統。
1、復雜屋面的光伏方陣布置優化。
2、直流模塊式光伏發電系統。
3、直流側儲能集成。
這個系統雖然小，但是比較復雜。通過布置優化，實現它對光能利用的最小遮擋。這套系統涵蓋多種光伏技術包括晶體硅/薄膜硅/聚光光伏，還有平單軸/斜單軸和雙軸跟蹤支架。各光伏模塊的輸出特性不一，如果按照左邊的常規的集中式的是沒有辦法集成在一起的，所以就采用了直流模塊式的結構。使用帶最大功率點跟蹤功能的充放電控制器與不同輸出特性的光伏陣列組合構成標準輸出參數的直流模塊，并入直流母線，再通過逆變器進行集中逆變為負載供電。
這是整體的系統框圖，分成直流系統和交流系統，直流系統是光伏陣列，MPPT控制器和蓄電池。交流系統包括雙向逆變器/微網負載和外電網。
它的運行邏輯，在并網情況下，光伏組件所發出的電通過變換以后，多余的電量直接上網。如果是電網斷掉，蓄電池的作用將發揮出來，光伏組件優先負載使用，如果組件的功率大于負載的功率，通過逆變器升高直流母線的電壓，能夠使得直流母線的電能往蓄電池走，如果這時候負載大，光伏小的情況下，會在放電狀態，同樣也是逆變器調節變壓，使得母線變壓降低，使蓄電池的動力輸出，這種情況下，保證微網的負載能夠穩定供電。
高效智能光伏系統集成技術研究，系統效率、可靠性以及智能化運行水平是評判光伏電站技術先進性的重要標準，常規光伏系統在以上三方面均存在明顯問題：
系統效率方面：受制于常規光伏系統中光伏組件串并聯損耗、光伏組件最大功率點跟蹤。
可靠性方面，常規光伏系統受木桶效應和瓶頸效應影響明顯。
光伏組件出力最大化。依靠分布式MPPT技術，每一組件獨立進行最大功率跟蹤并自動匹配串聯電流和并聯電壓，完全消除光伏系統木桶效應，最大化光伏系統出力，提高光伏組件容錯能力。
2、逆變器使用效率最大化。依靠集群式逆變技術，即使用一組小功率逆變器替換原大功率逆變器，根據直流母線功率大小動態調節投入運行的逆變器數量，提高逆變效率，完全消除光伏系統瓶頸效應，提高逆變器容錯能力；
3、線損最小化。
4、組件級智能監控。
這是我們的一些關鍵技術，這個盒子是動力控制器，是我們自己開發的。作用是把每個光伏組件在電學上完全與其周圍光伏組件隔離，其自身工作狀態的改變不影響周圍組件，周圍租金工作狀態的改變也不會影響改組件自身的工作狀態，完全消除光伏系統的木桶效應。
第二、集群式逆變系統。以100—200兆瓦逆變模塊為單元，集中組合為1兆瓦和2兆瓦逆變系統。
第三、光伏智能跟監控平臺。
北京未來科技城建了一個小的實驗系統，是15千瓦，20組件一串，與一個常規的系統進行對接，這個是我們的系統對比圖，左下是系統對比圖，黃色是實驗系統，它的電壓等級和實時功率明顯的高于常規系統。
右下角的圖是我們實施的監控界面，在圖中可以明顯的看到，每個光伏組件的工作狀態，同時在第二排的藍色這排的最右端我們做了一個人為的遮擋，完全不影響周邊組件的工作狀態。
這套系統的應用，在復雜地形的情況下或者應用比較多的情況下，失配會比較明顯，MPPT誤差損失，提升發電量。
平地：集群式相對于組串式和集散式兩種優化技術的重大突破在于該技術不僅適用于山地電站，在平地電站同樣能發揮其技術優勢。
水面：水面電站的主要問題在于巡檢難和組件PID風險高，該技術可提供組件級的遠程巡檢能力，同時從源頭消除PID問題發生的前提。
最后，我們想探討一下這個高效光伏系統與儲能系統結合應用的前景，這三種大家談的比較多的是常見的光伏儲能形式、最左邊的是最常見的交流儲能，特點是電力到蓄電池，蓄電池再放出電，經過三次變電環境，而且交流儲能的變電器，電纜和變壓器，這種方式成本是比較高的。
第二種方式是光伏組件直接通過DCDC充給蓄電池，相當于減少了一次能量轉換環節，但是它的設備是最復雜的，逆變器DCDC之間的通訊的配合也略微復雜。
第三種相當于是目前比較優質的方案，我們單位自己開發的一套方案，它是通過在光伏的直流側，通過DCDC接入蓄電池，只需要通過調節逆變和和DCDC之間的調節可以實現不同的工況上的調節。
直流母線電壓由逆變器直接控制，逆變器可根據調度指令直接控制電池充放電，沒有額外通訊環節，限電時逆變器提高直流母線電壓電能會自動向蓄電池轉移，具備放電條件時逆變器降低直流母線電壓電能會自動由逆變器輸出。
由于MPPT位于直流母線前端，儲能系統的任何操作都不會影響光伏組件保持最大出力狀態，不存在儲能系統與MPPT協調控制的問題。
蓄電池直接接入光伏系統直流母線，不添加任何設備，因此不會增加額外設備成本和電能損耗。
以上是我的報告。謝謝各位。
以下為演講內容：
彭文博：
主持人：下面有請華能清潔能源研究院彭文博給大家分享“組件級光伏系統技術研究及其在光儲系統中的應用探索”。大家歡迎
彭文博：非常榮幸有機會在此分享一下我們團隊在光伏以及光伏應用方面的工作。
第一、我們自主設計和建設的分布式光伏微網實驗項目。
第二、華能開發的高效智能光伏系統。
第三、高效光伏與儲能項目結合探討。
北京未來科技城華能創新基地分布式微網發電實驗系統。
1、復雜屋面的光伏方陣布置優化。
2、直流模塊式光伏發電系統。
3、直流側儲能集成。
這個系統雖然小，但是比較復雜。通過布置優化，實現它對光能利用的最小遮擋。這套系統涵蓋多種光伏技術包括晶體硅/薄膜硅/聚光光伏，還有平單軸/斜單軸和雙軸跟蹤支架。各光伏模塊的輸出特性不一，如果按照左邊的常規的集中式的是沒有辦法集成在一起的，所以就采用了直流模塊式的結構。使用帶最大功率點跟蹤功能的充放電控制器與不同輸出特性的光伏陣列組合構成標準輸出參數的直流模塊，并入直流母線，再通過逆變器進行集中逆變為負載供電。
這是整體的系統框圖，分成直流系統和交流系統，直流系統是光伏陣列，MPPT控制器和蓄電池。交流系統包括雙向逆變器/微網負載和外電網。
它的運行邏輯，在并網情況下，光伏組件所發出的電通過變換以后，多余的電量直接上網。如果是電網斷掉，蓄電池的作用將發揮出來，光伏組件優先負載使用，如果組件的功率大于負載的功率，通過逆變器升高直流母線的電壓，能夠使得直流母線的電能往蓄電池走，如果這時候負載大，光伏小的情況下，會在放電狀態，同樣也是逆變器調節變壓，使得母線變壓降低，使蓄電池的動力輸出，這種情況下，保證微網的負載能夠穩定供電。
高效智能光伏系統集成技術研究，系統效率、可靠性以及智能化運行水平是評判光伏電站技術先進性的重要標準，常規光伏系統在以上三方面均存在明顯問題：
系統效率方面：受制于常規光伏系統中光伏組件串并聯損耗、光伏組件最大功率點跟蹤。
可靠性方面，常規光伏系統受木桶效應和瓶頸效應影響明顯。
光伏組件出力最大化。依靠分布式MPPT技術，每一組件獨立進行最大功率跟蹤并自動匹配串聯電流和并聯電壓，完全消除光伏系統木桶效應，最大化光伏系統出力，提高光伏組件容錯能力。
2、逆變器使用效率最大化。依靠集群式逆變技術，即使用一組小功率逆變器替換原大功率逆變器，根據直流母線功率大小動態調節投入運行的逆變器數量，提高逆變效率，完全消除光伏系統瓶頸效應，提高逆變器容錯能力；
3、線損最小化。
4、組件級智能監控。
這是我們的一些關鍵技術，這個盒子是動力控制器，是我們自己開發的。作用是把每個光伏組件在電學上完全與其周圍光伏組件隔離，其自身工作狀態的改變不影響周圍組件，周圍租金工作狀態的改變也不會影響改組件自身的工作狀態，完全消除光伏系統的木桶效應。
第二、集群式逆變系統。以100—200兆瓦逆變模塊為單元，集中組合為1兆瓦和2兆瓦逆變系統。
第三、光伏智能跟監控平臺。
北京未來科技城建了一個小的實驗系統，是15千瓦，20組件一串，與一個常規的系統進行對接，這個是我們的系統對比圖，左下是系統對比圖，黃色是實驗系統，它的電壓等級和實時功率明顯的高于常規系統。
右下角的圖是我們實施的監控界面，在圖中可以明顯的看到，每個光伏組件的工作狀態，同時在第二排的藍色這排的最右端我們做了一個人為的遮擋，完全不影響周邊組件的工作狀態。
這套系統的應用，在復雜地形的情況下或者應用比較多的情況下，失配會比較明顯，MPPT誤差損失，提升發電量。
平地：集群式相對于組串式和集散式兩種優化技術的重大突破在于該技術不僅適用于山地電站，在平地電站同樣能發揮其技術優勢。
水面：水面電站的主要問題在于巡檢難和組件PID風險高，該技術可提供組件級的遠程巡檢能力，同時從源頭消除PID問題發生的前提。
最后，我們想探討一下這個高效光伏系統與儲能系統結合應用的前景，這三種大家談的比較多的是常見的光伏儲能形式、最左邊的是最常見的交流儲能，特點是電力到蓄電池，蓄電池再放出電，經過三次變電環境，而且交流儲能的變電器，電纜和變壓器，這種方式成本是比較高的。
第二種方式是光伏組件直接通過DCDC充給蓄電池，相當于減少了一次能量轉換環節，但是它的設備是最復雜的，逆變器DCDC之間的通訊的配合也略微復雜。
第三種相當于是目前比較優質的方案，我們單位自己開發的一套方案，它是通過在光伏的直流側，通過DCDC接入蓄電池，只需要通過調節逆變和和DCDC之間的調節可以實現不同的工況上的調節。
直流母線電壓由逆變器直接控制，逆變器可根據調度指令直接控制電池充放電，沒有額外通訊環節，限電時逆變器提高直流母線電壓電能會自動向蓄電池轉移，具備放電條件時逆變器降低直流母線電壓電能會自動由逆變器輸出。
由于MPPT位于直流母線前端，儲能系統的任何操作都不會影響光伏組件保持最大出力狀態，不存在儲能系統與MPPT協調控制的問題。
蓄電池直接接入光伏系統直流母線，不添加任何設備，因此不會增加額外設備成本和電能損耗。
以上是我的報告。謝謝各位。
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