高原地區光伏離網獨立供電工程項目設計

索比儲能網訊：2013年，國家能源局制定了全面解決無電人口用電問題3年行動計劃，提出了到2015年底全部解決最后273萬無電人口用電問題的目標，并明確了技術路線、工作任務及措施等，戶用系統的光伏獨立供電解決方案是采用500W光儲一體機，配置鉛酸電池和380W的組件，一戶一套系統，主要是解決照明用電問題，小型光伏離網系統方便攜帶和安裝，集中式光伏儲能解決方案是20kW到100kW功率等級的光伏和鉛酸蓄電池的儲能電站，供電方式采用單相電壓220VAC供電。

興儲世紀四川涼山州木里縣丁央寺光儲項目

隨著時間的推移，人們的生活水平不斷提高，原來的光伏離網系統，受到容量的限制、電池性能限制、供電方式限制，不能使用洗衣機、酥油茶機，割草機、抽水機等大功率電器設備，為進一步提升群眾的生活、生產質量，滿足他們日益增長的用電需求，2021年，四川中興能源啟動了新一批的擴容改造升級項目，采用以村為單位，光伏+新能源電池，三相動力供電網絡為特點的光儲獨立微電網供電方式。

經過項目地詳細調查，大部分家庭的用電設備功率和用電量，當地的氣候條件，考慮到5-10年的發展趨勢，以四川涼山為例，平均每戶每天用電量約8度，家用電器功率約2.5kW，方案設計取1000米為半徑確定家庭戶數，每一戶配置3kW的光伏功率，平均每天發電12度，離網系統效率約為0.8，這樣平均每戶可用交流側電能為9.6度。四川涼山雨季較多，考慮到只有光伏單一供電，儲能電池按每戶26度來設計，可以滿足3個陰雨天，逆變器按每戶功率約2.5kW的總功率來配置。

按照統計，以1000米為半徑，安裝戶數在10-120戶之間，因此設計光伏離網系統的容量為30kW到360kW，由于大部分地區都在海拔3000米的高原地區，高海拔地區空氣密度及氣壓低，溫度低，溫差大，設計上要主要考慮高海拔對電氣系統的影響。

1、高海拔地區對開關柜的設計要求：常用斷路器的介質為空氣，空氣的介質絕緣強度是隨著氣壓的降低而減少，海拔高度每升高1000米，平均氣壓降低7.7~10.5kPa，絕緣強度降低8%~13%，因此在電氣間隙和爬電距離不改變的條件下，產品的額定電壓和額定工作電流都要降低。

2、本項目大部分地區海拔在3000米以上，有一部分地區在4000米，因此項目設計時，電氣單子按≥16mm，爬間距離按≥20mm設計，所有的母排，電纜接頭均配置絕緣熱縮套管。在高海拔地區，空氣密度的降低，大氣壓力也隨之降低，觸頭材料的熔點與沸點也隨之降低，在電弧電流高溫的作用下，觸頭材料的升華比低海拔時快。開關的分斷能力也會降低，因為隨著海拔的升高，在選擇開關的時候，分斷能力要選擇高一個等級的。

3、高海拔地區對散熱的影響也很大，對自然對流和強迫風冷散熱的設備，高海拔地區的大氣壓小，空氣流動沒有平原速度快，因此散熱效果會降低，對于PCS和離網逆變器等電源設備來說，需要降額運行。從3000米開始，每提高1000米，逆變器需再降額5%。

4、高海拔地區對儲能電池的影響也比較大，由于海拔高度的升高,大氣壓強降低，電池的散熱性能降低，在充放電過程中的溫升會變大，溫度差也變大，不利于電池的使用和壽命，電池熱穩定性隨著海拔高度的上升也逐步下降，因此對于在高原環境使用的儲能電池，應該在熱管理和熱安全方面做著重的設計和驗證,以確保電池的安全。

興儲世紀光儲項目的儲能設備

項目設計方案：以一個10戶的村莊為例，當地海拔是4200米，按照要求要配置30kW光伏組件，260度電的磷酸鐵鋰儲能，逆變器功率不低于25kW。設計采用30kW儲能控制逆變一體機，光伏MPPT控制器為50kW，方便以后擴容，逆變器最大功率支持33kVA，帶工頻隔離變壓器，可以帶交流感性負荷，支持三相不平衡負載，因為用戶基本上都是使用單相電，系統難以做到三相完全平衡。

興儲世紀科技股份有限公司（中興能源公司）作為承擔無電地區光伏獨立供電工程的9家大型電力企業之一，承擔了青海、新疆、四川、甘肅四個省區的獨立光伏供電工程，共解決99個縣、657個鄉、45.3萬人的用電問題。由于在該項目的突出表現，公司榮獲國家能源局授予的“全面解決無電人口用電問題先進單位”的稱號。為進一步提升四川涼山州、阿壩州、甘孜州群眾的生活質量，滿足他們日益增長的用電需求，今年，公司啟動了新一批的擴容改造升級項目，在新技術的加持下，新項目了運用公司最新的產品和技術?？刂颇孀兤鞑捎枚嗉壞K化設計，支持多套并聯使用，覆蓋30kW到500kW儲能一體機和100kWh-900kWh電池容量，靈活適配多場景分布式能源項目；電池柜和電控柜分體系統，集散運輸皆可，現場安裝施工簡單，IP55防護，滿足多種應用環境；智能監控和遠程運維，EMS管理系統，多種運行模式選擇；有防雷、電池管理、消防、熱管理等分級聯動多重保護，保障系統安全運行。

作者：劉繼茂 郭軍

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