无师自通：分布式储能系统设计、安装与应用

1.一线作者精心打造，十年磨一剑
2.与时俱进，紧跟光伏和储能发展趋势
3.没有高深的理论知识，只有通俗易懂的语言
4.从实践中来，到实战中去，无师自通

　　储能是光伏和风电等间隔性新能源向前发展的一个重要保障，近年来储能产业每年以30%的速度递增，为了提高储能系统的安全，增加储能系统的收益，提高安装商的技术水平，作者总结十几年来一线工作经验，编写了《无师自通：分布式储能系统设计、安装与应用》。
　　《无师自通：分布式储能系统设计、安装与应用》介绍了分布式光伏储能系统相关技术，旨在解决分布式光伏储能系统在方案设计、设备选型、投资收益计算、安装运维中遇到的问题。
　　《无师自通：分布式储能系统设计、安装与应用》从储能系统概述开始，讲述了分布式光伏储能系统关键设备、系统设计、投资性分析和对比、安装和运维，以及储能系统拓展应用、设计过程。
　　《无师自通：分布式储能系统设计、安装与应用》可供分布式光伏储能系统工程安装商、投资商、设计院等单位工程技术人员阅读，也可供新能源从业人员参考。

刘继茂，男，哈尔滨工业大学电力电子研究生，现任广东古瑞瓦特首席产品经理，1996年到2007年从事开关电源研发，2008年到2014年从事光伏逆变器研发，2015到2020年从事光伏系统设计工作，财政及证券日报新能源板块专家，光伏科普作家，光伏培训讲师，行业内培养上千名人才，在光伏行业专业网站及微信公众号发表原创文章600多篇，大部分时间都在一线工作，对光伏并网、离网、储能和设计和应用都有独到的见解。2019年在我社出版《无师自通 分布式光伏发电系统设计、安装与维护》，首印2000册，今年已经重印。

　　★“一次痛彻心扉的经历，抵得上千百次的告诫。”面对故障不知道如何下手，要是早点有这本书就好了。这本书把故障产生的原因讲得很透彻，还给出了解决方案，这些都是在实践中积累下来的，可以让我少走很多弯路。一册在手，光伏储能系统运维不求人。
　　——维修电工，刘师傅
　　
　　★“难者不会，会者不难。”光伏加装储能，成本增加很多，很多人算不过账来就放弃了，但其实加装储能还增加了很多功能，只要设计得好，光伏储能系统比光伏发电系统更有优势。该书从各方面分析了光伏储能系统的投资收益，还给出了实际案例，把高深的理论写得简单易懂。让像我这种半路出家没有受过专业科班教育的人一看就懂，不是一件容易的事，但这本书就做到了。
　　——菜鸟设计师，小韩
　　
　　★这几年，很多光伏项目都要求加装储能，峰谷电价差加大了，很多工厂也要安装储能。作为供电所电工，我们要审核和管理用户的项目，我也得赶紧“充充电”，尽快掌握分布式光伏和储能系统设计、安装与维护的相关知识，为电网的安全保驾护航。
　　——供电所职工，老杨

序
前言
1　分布式光储系统概述……………………………………………………………………1
1.1　各种各样的储能技术…………………………………………………………………1
1.2　分布式电池储能应用场景……………………………………………………………3
1.3　分布式光储系统的分类………………………………………………………………5
2　分布式光储系统关键设备……………………………………………………………9
2.1　光伏储能控制器……………………………………………………………………10
2.2　光伏离网逆变器……………………………………………………………………12
2.3　双向储能变流器……………………………………………………………………14
2.4　蓄电池…………………………………………………………………………………15
2.5　蓄电池的应用分类和市场前景……………………………………………………17
2.6　电池管理系统………………………………………………………………………19
2.7　分布式光储系统设计常见问题……………………………………………………20
3　分布式光储系统设计…………………………………………………………………27
3.1　光伏离网系统应用场景和解决方案………………………………………………27
3.2　并网和离网的区别…………………………………………………………………28
3.3　带市电互补光伏发电系统…………………………………………………………30
3.4　各种类型的油光互补发电系统……………………………………………………31
3.5　离网逆变器工作模式的选择………………………………………………………33
3.6　分布式光伏离网系统设计步骤……………………………………………………34
3.7　油光互补离网系统设计……………………………………………………………36
3.8　小型光伏离网系统典型设计………………………………………………………38
3.9　中型光伏离网系统典型设计………………………………………………………40
3.10　大型光储系统典型设计……………………………………………………………42
3.11　光伏扬水逆变器……………………………………………………………………44
4　光储投资性分析和对比………………………………………………………………46
4.1　光伏、储能、光储投资性分析和对比……………………………………………46
4.2　光储系统合理控制成本……………………………………………………………48
4.3　户用储能投资分析…………………………………………………………………50
4.4　工商业用户侧光伏储能投资分析…………………………………………………52
4.5　光伏防逆流储能项目投资分析……………………………………………………53
4.6　光储系统设计收益最大化…………………………………………………………56
4.7　河南光伏储能投资经济性分析……………………………………………………57
4.8　浙江光伏储能投资经济性分析……………………………………………………61
4.9　江苏光伏储能投资经济性分析……………………………………………………64
5　光储系统的安装和运维………………………………………………………………67
5.1　光储系统安装注意事项……………………………………………………………67
5.2　光伏离网系统常见故障及解决方案………………………………………………68
5.3　光储系统地线的接法………………………………………………………………71
5.4　逆变器接错线后的影响……………………………………………………………73
6　储能系统的拓展应用…………………………………………………………………76
6.1　调峰-储能电站在电力系统中的作用……………………………………………76
6.2　电力需求响应………………………………………………………………………78
6.3　微电网黑启动………………………………………………………………………80
6.4　工商业智慧能源管理系统…………………………………………………………82
6.5　家庭智慧能源管理系统……………………………………………………………84
6.6　智慧办公室能源管理系统…………………………………………………………86
6.7　光储逆变器的发展机会……………………………………………………………88
7　储能系统设计过程………………………………………………………………………90
7.1　3kW光伏离网系统设计全过程……………………………………………………90
7.2　50kW光伏并离网储能系统设计全过程…………………………………………94
7.3　大型工业储能设计全过程…………………………………………………………98
参考文献………………………………………………………………………………………103

基于环保和碳排放的压力,现在我国大力支持光伏、风电等新能源发电;但由于风电、光伏等新能源发电具有间歇性和波动性的缺点,限制了其大规模应用,只有在加装储能,平滑输出电能,解决成本、消纳和储存等问题之后,才有可能大幅度提升光伏、风电等新能源在电网中的比例。
光伏储能系统(简称光储系统)增加了蓄电池和充放电控制器等设备,虽然成本提高很多,但应用范围却扩大了许多,通过精心设计与合理控制,光储系统比纯光伏系统更具有投资价值。本书从实际出发,总结笔者十多年的逆变器研发和应用经验,逐一收集和整理相关资料,旨在为光伏行业发展尽一份力。
本书先从光储系统开始,介绍光储系统的应用场景和分类;再介绍光储系统的关键设备,包括控制器、逆变器、双向储能变流器、蓄电池等,详细介绍这些设备的分类、特点,以及设计选型时要关注的主要技术参数。
光储系统种类很多,没有标准方案,要根据实际应用去做设计,这也是每一位新入行朋友的难点和痛点。但没有标准方案并不代表没有方案,设计方法还是有矩可循的,本书的第3章便讲述了光储系统各个应用场景的设计步骤、典型案例。
光储系统除了是部分无电地区的刚性需求之外,近年更多的是应用在有电地区的投资需求,随着光伏组件、储能电池价格的下降,光储系统的投资价值也在逐年上升。本书的第4章分析了各种应用场景的投资收益,在电价较高、峰谷价差较大或光伏不能上网、经常停电的地方增加储能系统,通过合理设计,能取得不错的收益。
电站设计安装之后,维护也是很重要的一环,关系到设备的寿命和投资回报,本书第5章讲述了光储系统常见故障及解决方案,以及在设计和施工过程中常见的一些错误。
光储系统技术发展很快,本书第6章分析了储能系统的拓展应用,主要包括在电网端的应用和智慧能源。第7章收录了3个实际设计案例,包括小、中、大型储能系统详细的设计过程、投资收益计算,供广大读者参考。
本书的编写过程中参考了国内外很多专家学者的著作和文章,在此表示感谢。由于作者水平有限,编写时间仓促,本书难免有不妥之处,恳请广大读者批评指正。

编者2021年5月
基于环保和碳排放的压力,现在我国大力支持光伏、风电等新能源发电;但由于风电、光伏等新能源发电具有间歇性和波动性的缺点,限制了其大规模应用,只有在加装储能,平滑输出电能,解决成本、消纳和储存等问题之后,才有可能大幅度提升光伏、风电等新能源在电网中的比例。
光伏储能系统(简称光储系统)增加了蓄电池和充放电控制器等设备,虽然成本提高很多,但应用范围却扩大了许多,通过精心设计与合理控制,光储系统比纯光伏系统更具有投资价值。本书从实际出发,总结笔者十多年的逆变器研发和应用经验,逐一收集和整理相关资料,旨在为光伏行业发展尽一份力。
本书先从光储系统开始,介绍光储系统的应用场景和分类;再介绍光储系统的关键设备,包括控制器、逆变器、双向储能变流器、蓄电池等,详细介绍这些设备的分类、特点,以及设计选型时要关注的主要技术参数。
光储系统种类很多,没有标准方案,要根据实际应用去做设计,这也是每一位新入行朋友的难点和痛点。但没有标准方案并不代表没有方案,设计方法还是有矩可循的,本书的第3章便讲述了光储系统各个应用场景的设计步骤、典型案例。
光储系统除了是部分无电地区的刚性需求之外,近年更多的是应用在有电地区的投资需求,随着光伏组件、储能电池价格的下降,光储系统的投资价值也在逐年上升。本书的第4章分析了各种应用场景的投资收益,在电价较高、峰谷价差较大或光伏不能上网、经常停电的地方增加储能系统,通过合理设计,能取得不错的收益。
电站设计安装之后,维护也是很重要的一环,关系到设备的寿命和投资回报,本书第5章讲述了光储系统常见故障及解决方案,以及在设计和施工过程中常见的一些错误。
光储系统技术发展很快,本书第6章分析了储能系统的拓展应用,主要包括在电网端的应用和智慧能源。第7章收录了3个实际设计案例,包括小、中、大型储能系统详细的设计过程、投资收益计算,供广大读者参考。
本书的编写过程中参考了国内外很多专家学者的著作和文章,在此表示感谢。由于作者水平有限,编写时间仓促,本书难免有不妥之处,恳请广大读者批评指正。

编者2021年5月