浅谈安科瑞储能光伏电站技术：从容量匹配到协调调度的全流程思考

摘要：在“双碳"目标推动下，光伏电站作为清洁能源核心应用场景，其间歇性、波动性问题成为制约并网消纳与供电稳定性的关键瓶颈。储能系统（ESS）的引入，可通过“削峰填谷"“平滑出力"“备用支撑"等功能，有效弥补光伏出力缺陷，而电池容量的优化配置与源储协调控制策略，则是决定储能型光伏电站经济性、可靠性与运行效率的核心环节。

关键词：光伏电站；电池容量优化；协调控制；安科瑞丁一187+6159=9093。

1.储能型光伏电站结构设计

储能型光伏电站结构设计以“发电-储电-控电-并网"全链路协同为核心，构建起适配清洁能源有效利用的一体化架构，其设计需在功能实现、安全防护与经济收益间达成动态平衡。从整体布局来看，系统以光伏发电子系统与储能子系统为核心支撑，辅以控制调度、配电并网及辅助设施，形成紧密联动的运转体系。

光伏发电子系统作为能量源头，其结构设计需结合电站选址的辐照强度、地形条件优化组件布 ——地面集中式电站常采用固定倾角支架，搭配集中式逆变器实现大规模电能转换；分布式电站则适配屋顶、停车场等场景，选用轻量化组串式逆变器，灵活匹配分散的组件阵列。而储能子系统作为“能量缓冲器"，结构设计围绕安全性与可靠性展开：电化学储能多采用集装箱式电池舱，舱内划分独立电池簇隔舱，配备温度传感器、烟雾探测器及七氟丙烷灭火系统，同时通过液冷或风冷系统将电池工作温度控制在 15-35℃，避免热失控风险；储能变流器（PCS）则需与光伏逆变器功率匹配，确保快速响应光伏出力波动，实现电能的有效存储与释放。

控制调度子系统是结构设计的 “智慧大脑"，能量管理系统（EMS）通过采集光伏出力预测数据、电网负荷需求及电池 SOC（荷电状态）信息，制定动态充放电策略——例如峰谷电价场景下，低谷时段控制储能充电，高峰时段释放电能赚取价差；并网场景中，实时调整功率输出以满足电网调频调压要求。配电并网子系统则承担电能传输与安全保障职能，变压器容量需匹配光伏与储能总装机功率，同时设置防雷接地装置、过流保护开关，避免雷击或过载损坏设备。

此外，辅助设施子系统的设计不可忽视：地面电站需规划宽≥1.2m 的运维通道，便于设备检修；沿海或高风地区的支架采用抗风等级≥15 级的加强型钢结构，储能集装箱通过锚栓固定防止倾覆；高海拔地区则对逆变器、PCS 进行高原适配，确保恶劣环境下系统稳定运行。整体而言，储能型光伏电站结构设计需打破“光伏与储能简单叠加"的模式，通过各子系统的深度协同，实现“安全储电、有效用能、灵活并网"的核心目标，为新型电力系统提供可靠的硬件支撑。

2.光伏储电站容量优化配置

光伏储电站容量优化配置是平衡电站经济性、可靠性与功能性的关键环节，需围绕“供需匹配、成本可控、效率更优"原则，结合电站应用场景、资源条件与运行目标，构建多维度优化体系，避免“容量过剩浪费成本"或“容量不足无法满足需求"的问题。

从核心影响因素来看，首先需准确匹配光伏出力特性与负荷需求 —— 通过分析电站所在区域的历史辐照数据，确定光伏组件的理论装机容量，同时结合用户负荷曲线，计算光伏出力与负荷的 “差值区间"：当光伏出力大于负荷时，多余电能需由储能吸收，避免弃光；当光伏出力小于负荷时，需由储能释放电能补充缺口，保障供电连续。

经济性约束是容量优化的另一重要维度，需以“节省全生命周期成本"为目标，综合考量初始投资、运维成本与收益回报。初始投资中，光伏组件成本与储能电池成本是核心，需避免盲目追求大容量导致投资回收期过长；运维成本需计入电池更换、设备检修等费用；收益则包括光伏发电自用节省的电费、余电上网收益、峰谷电价差套利收益及电网辅助服务收益。通过建立经济性测算模型，可得出经济型容量配置。

不同应用场景下，容量优化配置策略存在显著差异。集中式并网光伏储电站，需结合电网接纳能力确定容量——若电网对光伏出力波动限制严格，需配置 “短时高功率" 储能，用于平抑出力波动；若目标是参与电网调峰，需根据电网调峰需求，配置“长时大容量"储能。分布式光伏储电站，优先采用“自发自用、余电储能 模式，储能容量按“日均光伏盈余电量 ×1.2"配置，确保多余电能存储，减少电网购电。离网光伏储电站，需按“恶劣天气备用时长"配置储能容量，例如连续阴雨天气的日均负荷总量，叠加20%备用容量，避免供电中断。

此外，技术特性约束也需纳入优化考量。光伏逆变器与储能变流器（PCS）的功率需与光伏、储能容量匹配。同时，结合光伏出力预测精度，预留一定容量应对预测偏差，确保系统运行稳定性。

综上，光伏储电站容量优化配置需融合“数据测算、场景适配、成本收益平衡"，通过准确分析供需特性、量化经济指标、结合技术约束，制定个性化配置方案，既保障电站功能实现，又提升投资效益，为光伏储电站的有效、经济运行提供基础支撑。

3.光伏与储能系统协调控制

光伏与储能系统协调控制，核心是通过实时调控光伏逆变器与储能变流器，平衡供电稳定、能源效率与经济收益三大目标。以安全为首要前提，实时监测光伏出力、储能SOC及电网参数，毫秒级响应平抑光伏波动、避免电池过充过放；再通过“光伏直供+余电储能"优化效率，减少能量损耗；并网场景可结合峰谷电价，低谷储电、高峰放电套利。技术上以实时反馈应对突发工况，结合短期预测提前规划充放电；集中式电站优先响应电网指令，分布式侧重自发自用，离网场景保障关键负荷供电，实现光储有效协同，破解光伏间歇性难题。

4.安科瑞智慧能源管理平台

4.1安科瑞智慧能源管理平台

AcrelEMS智慧能源管理平台是针对企业微电网的能效管理平台，对企业微电网分布式电源、市政电源、储能系统、充电设施以及各类交直流负荷的运行状态实时监视、智能预测、动态调配，优化策略，诊断告警，可调度源荷有序互动、能源全景分析，满足企业微电网能效管理数字化、安全分析智能化、调整控制动态化、全景分析可视化的需求，完成不同策略下光储充资源之间的灵活互动与经济运行，为用户降低能源成本，提高微电网运行效率。AcrelEMS智慧能源管理平台可以接受虚拟电厂的调度指令和需求响应，是虚拟电厂平台的企业级子系统。

图1 AcrelEMS 智慧能源管理平台主界面

4.2平台结构

系统覆盖企业微电网“源-网-荷-储-充"各环节，通过智能网关采集测控装置、光伏、储能、充电桩、常规负荷数据，根据负荷变化和电网调度进行优化控制，促进新能源消纳的同时降低对电网的至大需量，使之运行安全。

图2 AcrelEMS 智慧能源管理平台结构

4.3平台功能

4.3.1.能源数字化展示

通过展示大屏实时显示市电、光伏、风电、储能、充电桩以及其它负荷数据，快速了解能源运行情况。

4.3.2.优化控制

直观显示能源生产及流向，包括市电、光伏、储能充电及消耗过程，通过优化控制储能和可控负载提升新能源消纳，削峰填谷，平滑系统出力，并显示优化前和优化后能源曲线对比等。

4.3.3.智能预测

结合气象数据，历史数据对光伏、风力发电功率和负荷功率进行预测，并与实际功率进行对比分析，通过储能系统和负荷控制实现优化调度，降低需量和用电成本。

4.3.4.能耗分析

采集企业电、水、天然气、冷/热量等各种能源介质消耗量，进行同环比比较，显示能源流向，能耗对标，并折算标煤或碳排放等。

4.3.5.有序充电

系统支持接入交直流充电桩，并根据企业负荷和变压器容量，并和变压器负荷率进行联动控制，引导用户有序充电，保障企业微电网运行安全。

4.3.6.运维巡检

系统支持任务管理、巡检/缺陷/消警/抢修记录以及通知工单管理，并通过北斗定位跟踪运维人员轨迹，实现运维流程闭环管理。

4.4设备选型

除了智慧能源管理平台外，还具备现场传感器、智能网关等设备，组成了完整的“云-边-端"能源数字化体系，具体包括高低压配电综合保护和监测产品、电能质量在线监测装置、电能质量治理、照明控制、充电桩、电气消防类解决方案等，可以为虚拟电厂企业级的能源管理系统提供一站式服务能力。

安科瑞系统解决方案还包含电力运维云平台、能源综合计费管理平台、环保用电监管云平台、充电桩运营管理云平台、智慧消防云平台、电力监控系统、微电网能量管理系统、智能照明控制系统、电能质量治理系统、电气消防系统、隔离电源绝缘监测系统等系统解决方案，覆盖企业微电网各个环节，打造准确感知、边缘智能、智慧运行的企业微电网智慧能源管理系统。

5.结论

安科瑞储能型光伏电站的电池容量优化与协调控制，是电站有效安全运行的关键。容量配置上，结合区域光伏特性、负荷类型与经济性，适配并网/离网场景需求，兼顾电池技术特性，避免容量浪费或不足；协调控制以“安全、效率、收益"为目标，实时调控光储设备，平抑波动、防过充过放，结合电价策略与电站类型差异化调度，破解光伏间歇性问题，实现电站综合效能良好。