解决方案 |光伏+柴油机互补发电系统

前言

光柴互补发电是利用光伏发电为主，柴油发电为辅，给负载供电，并将多余电能储存进蓄电池的过程。在稳定性、持续性提供电力方面具备明显优势。

本文将从应用场景、成本优势、项目案例、控制原理、方案特点等方面详细介绍光柴互补项目解决方案。

一、应用场景

国内外很多偏远或海岛地区，电网覆盖率不足以及电网不稳定，会使用柴油发电，由于地方偏远，一旦发电机出现故障，很难及时得到修复，必然会影响到工作和生活。其次，柴油发电机的噪音和污染也无法得到解决。

另一方面柴油发电不稳定电能质量不佳，易对负载造成冲击。单纯光伏发电又很难满足实际负载需求。

而光柴互补具备的自动稳压功能，可改善光柴互补发电系统的供电质量，当光伏发电不能满足要求时，切换到柴油发电机，实现连续发电。

沙漠风光柴互补发电系统

荒漠光柴互补发电系统

所以光柴互补是可以解决上述问题很好方案，混合电源电站也有助于减少二氧化碳排放和降低发电成本。

二、度电成本对比

柴油发电成本较大。一般情况下柴油发电机组发电的转化效率约为31%，以康明斯50KW发电机为例：1kW消耗216g【{（216*发电机功率数）/1000}*柴油每升价格】/发电机组功率数=每度电的柴油消耗根据现在0#柴油7.6元/升，大概每度电成本在1.6元左右，而光伏发电的度电成本目前基本在0.5元左右。

另外，柴油作为消耗品，价格也是与日俱增。项目后期运维方面光伏发电的维护较于柴油发电机也更简便，费用也相应更为节省。更不论光伏发电对柴油机巨大的碳排放优势。

光柴互补示意图

三、光柴互补项目案例

以固德威尼泊尔医药大学500kW光柴互补项目为例。

项目采用DEIF的全自动可持续能源控制器（ASC），在可持续性发电设备和发电机组之间实现可靠，全集成式优化连接。

ASC与DEIF功率管理系统技术完全兼容，采用模块化设计，具有可扩展性和灵活性，支持离网，并网以及离网/并网组合等多种工作模式。它具有符合电网规范的断路器控制，可持续电源快速关机，方向供电保护和市电失电保护等功能。光伏控制器ASC-4+ DEIF柴发控制器，可以实现功率管理的功能。

四、电站控制逻辑

1、在电网停电或离网状态下，柴发模拟电网下，并网逆变器可以运行。

电站需要至少一台柴油机组在线，需要设定柴油发电机组最小带载功率。

负载小于光伏容量：

一台柴油发电机组会以最小带载功率运行，多余的负载由光伏供应；若负载小于柴油发电机组的最小带载功率设定值，负载完全由柴油发电机组响应。

负载等于光伏容量：

一台柴油发电机组会以最小带载功率运行，带载功率为柴油发电机组最小带载功率设定值，剩余负载有光伏供应。

负载大于光伏容量：

一台柴油发电机组会以最小带载功率运行，剩余功率由光伏供应，负载大于光伏容量和一台柴油发电机组最小带载之和时，多余负载是由柴油发电机组来响应，柴油发电机组根据负载大小来启停机组。

2、当负载突然变化时，柴油发电机组首先响应负载变化，通过控制器之间的通讯，系统进行调节。

五、方案的优点

用混合太阳能供电系统可以达到可再生能源的更好的利用。

因为使用可再生能源的独立系统通常是按照最坏的情况进行设计，因为可再生能源是变化的，不稳定的，所以系统必须按照能量产生最少的时期进行设计。由于系统是按照最差的情况进行设计，所以在其他的时间，系统的容量是过大的。在太阳辐照最高峰时期产生的多余的能量没法使用而浪费了。整个独立系统的性能就因此而降低。如果最差月份的情况和其他月份差别很大，有可能导致浪费的能量等于甚至超过设计负载的需求。

具有较高的系统实用性。

在独立系统中因为可再生能源的变化和不稳定会导致系统出现供电不能满足负载需求的情况，也就是存在负载缺电情况，使用混合系统则会大大的降低负载缺电率。

和单用柴油发电机的系统相比，具有较少的维护和使用较少的燃料。

较高的燃油效率。

在低负荷的情况下，柴油机的燃油利用率很低，会造成燃油的浪费。在混合系统中可以进行综合控制使得柴油机在额定功率附近工作，从而提高燃油效率。

负载匹配更佳的灵活性。

使用混合系统之后，因为柴油发电机可以即时提供较大的功率，所以混合系统可以适用于范围更加广泛的负载系统，例如可以使用较大的交流负载，冲击载荷等。还可以更好的匹配负载和系统的发电。只要在负载的高峰时期打开备用能源即可简单的办到。有时候，负载的大小决定了需要使用混合系统，大的负载需要很大的电流和很高的电压。如果只是使用太阳能成本就会很高。