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光伏离网发电先逆后储方案

发布时间:2025-5-6 15:37:08

以下是光伏离网发电中“**先逆后储**”方案的详细解析,涵盖工作原理、系统配置、优缺点及适用场景:

一、什么是“先逆后储”方案?

“先逆后储”指光伏发电系统**先将直流电(DC)逆变为交流电(AC)**,再将多余电能通过交流端储存至电池的配置。与传统“先储后逆”(光伏→电池→逆变→负载)不同,其能量流为:

光伏 → 逆变器 → 负载(直接用电) → 剩余电能 → 交流充电器 → 电池储存 → 逆变器 → 负载

二、系统组成与工作原理

1. 核心组件

- 光伏阵列:发电直流电(DC)。

- 并网/离网逆变器:将光伏直流电转换为交流电(AC)。

- 双向逆变器(或AC充电器):将多余交流电转换为直流电(DC)给电池充电。

- 储能电池:储存电能(多为锂电池)。

- 控制系统:管理能量分配与充放电。

2. 工作流程(以晴天为例):

- 白天

1. 光伏发电经逆变器转为220V交流电,优先供给负载;

2. 多余电能通过双向逆变器(或AC充电器)转为直流电,存入电池;

3. 电池充满后,系统停止充电或进入浮充状态。

- 夜间/阴天

电池储存的直流电经双向逆变器转为交流电,继续供电。

光伏离网发电

三、方案优势与劣势

优势

1. 兼容性强

- 可接入多种交流电源(如柴油发电机、风能AC输出),便于多能源混合。

- 适配现有并网系统改造(加装储能无需更换原逆变器)。

2. 灵活扩展

- 电池容量独立设计,不受光伏电压限制,扩容方便。

3. 维护便利

- 电池与光伏系统通过交流端隔离,故障排查更简单。

劣势

1. 效率较低

- 电能需经历 DC→AC→DC→AC 多次转换,整体效率约**75%~85%**(传统“先储后逆”效率可达90%以上)。

2. 成本较高

- 需额外配置双向逆变器或AC充电器,设备成本增加10%~20%。

3. 动态响应慢

- 多级转换导致负载突变时响应延迟(如电机启动可能引发电压波动)。

四、典型应用场景

1. 已有并网系统的储能改造

- 在原有并网光伏系统中加装电池,实现自发自用+备用电源功能。

2. 多能源混合供电

- 需整合光伏、柴油发电机、风电等交流电源的离网场景。

3. 交流负载占比高的场景

- 负载以交流设备为主(如空调、机床),且需高灵活性储能。

五、系统配置示例(以3kW负载为例)

组件 规格参数 数量 功能说明
光伏组件 550W单晶硅 6块 总功率3.3kW,日均发电13kWh
并网逆变器 3kW单相输出 1台 光伏DC→AC转换
双向逆变器 5kW(支持充放电) 1台 交流→直流充电,直流→交流放电
磷酸铁锂电池 48V 200Ah(9.6kWh) 1组 储能,支持1天备电
智能电表/控制器 支持能量管理 1套 控制充放电策略

总成本估算:约25,000~35,000元(含安装)。

六、与传统“先储后逆”方案对比

对比项 先逆后储方案 传统先储后逆方案
能量转换路径 DC→AC→DC→AC DC→DC→AC
系统效率  75%~85% 85%~92%
电池兼容性 灵活(电压不受光伏限制) 需匹配光伏阵列电压
多能源接入 易整合交流电源(柴油机、风电) 需额外DC耦合设备
成本 较高(需双向逆变器) 较低

适用场景

改造项目、多能源混合 新建离网系统、高能效需求

七、选型建议

1. 优先选择场景

- 已有并网系统改造为离网储能;

- 需兼容柴油发电机或其他交流电源的混合供电场景。

2. 避坑指南

- 避免小功率系统使用此方案(转换损耗占比过高);

- 选择高效率双向逆变器(如华为、固德威、古瑞瓦特品牌);

- 电池容量需额外增加20%以补偿效率损失。

“先逆后储”方案虽效率略低,但在特定场景(如多能源整合、系统改造)中具有独特优势。设计时需重点优化转换设备选型,并通过智能控制策略减少能量损耗。

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