如何建设一个户用储能电站？

前言

现阶段户用光伏以并网光伏电站为主，近些年以屋顶租赁、光伏贷等模式大规模开展，但是这种模式发展到一定阶段后，会给电网稳定运行带来挑战，尤其是对配电网的消纳能力和对新能源的功率波动问题影响更大。

户用储能在国外非常盛行，目前在国内也开始受到关注，户用储能可以实现能量搬移，减少光伏对电网的冲击和家庭电费支出。现在一位用户想在自家屋顶安装5kW光伏逆变器和10kWh储能电池，那么这个电站是怎样设计的呢？

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设计选型阶段

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对房屋进行探勘后，根据屋顶面积排布出光伏组件，计算出光伏组件容量，同时定好电缆放线位置和逆变器、电池、配电箱的位置；这里主要的设备有光伏组件、储能逆变器、储能电池。

1.1 光伏组件

本项目采用高效单晶组件560Wp，具体参数如下：

整个屋顶使用了10块组件，总容量为5.6kWp，一路接入逆变器直流侧，屋顶排布图如下所示：

 1.2 储能逆变器

本项目选用固德威储能逆变器GW5000-ES-20, 具体参数如下：

该储能产品具备外观精美、操控简单、超静音、多种工作模式、UPS级切换、4G通讯等多个优点。

1.3 储能电池

固德威提供与储能逆变器相匹配的电池方案（含BMS），该电池是一种用于家庭的低压储能锂电池，安全可靠，可安装在户外，具体参数如下：

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系统安装调试阶段

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整个项目的系统图如下所示：

以下是储能逆变器和电池的接口：

储能逆变器接口

当整套系统安装完毕，就进入了调试阶段：

2.1 工作模式设定

通用模式：减少电网依赖，降低买电量。通用模式下，光伏发电优先供给负载，其次给电池充电，最后多余的电量可以并网。光伏发电量较低时，优先电池放电补充。

经济模式：适用于峰谷电价差较大的地区。选择经济模式，可以设置四组不同的电池充放电时间和功率，并指定充放电时间，在电价较低的时候逆变器给电池充电，在电价较高时电池进行放电，同时可对充放电功率百分比及一周内循环次数进行设置。

备用模式：适用于电网不稳定的地区。备用模式下可设置电池放电深度，预留电量可在离网时使用。

离网模式：离网模式下储能系统可正常运行，光伏发电依次给负载使用及电池充电，逆变器不发电或发电量不够使用时，电池会放电供负载使用。

2.2 云端电站设置

功率曲线

 发电量及效益

能量统计

能量流图

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应用场景拓展

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3.1 电池扩展方案

ES G2 单台最多可支持6节Lynx U5.4-20电池并联，储能容量最多可提升至32.4kWh,满足用户多天用电的需求。

3.2 离网并联方案

ES G2可以实现并网端、离网端的并联，尽管ES G2的单机功率只有5kW，但是通过ES G2的并联，可以实现离网负载，可带大功率的负载（最大15kVA）。

3.3 光储柴微电网方案

光储柴微电网方案可以接4个电源，光伏、储能电池、柴油发电机和电网，是目前可行的最完备、最可靠的供电方案之一；正常工作状态下无电网接入，柴发待启动状态，负载主要由光伏+储能供电；当负荷出现大的波动以及储能电量耗尽时，由逆变器给柴发启动信号，柴发热启动后，正常给负载和储能电池供电；如电网正常工作，此时柴发处于停机状态，由电网给负载和储能电池供电。

注：也可以应用于无电网切换的光储柴场景。

3.4 家庭光储充方案

随着电动汽车行业的发展和普及，家庭的电动汽车越来越多，大概每天有5~10度电的充电需求（按1度电可以行驶5公里计算），刚好可以在夜间把储能的电量释放出来，满足电车充电的需求，同时缓解用电高峰时段电网的压力。

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小结

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本文从户用储能电站的设计选型、安装调试、应用扩展介绍了一个5kW/10kWh的储能系统，储能系统实现了家庭用电低碳化，智慧用电为智慧家居解锁了更多的应用场景。随着政策的支持力度加大和人们观念的转变，相信越来越多的储能系统会出现在我们的身边。