項目概述

該項目位于莫桑比克，由于電網(wǎng)覆蓋率低，國家整體電力普及率僅為31.1%，而該項目所在地的電力接入率甚至不到1%。莫桑比克的電力供應(yīng)主要依賴水力發(fā)電，但由于國土面積廣闊且人口分布稀疏，水電站的電力輸送和分配成本高昂，難以大規(guī)模覆蓋全國。因此，離網(wǎng)光伏發(fā)電成為最優(yōu)選擇，以確保偏遠(yuǎn)地區(qū)居民能夠獲得穩(wěn)定的電力供應(yīng)。

晶科儲能微電網(wǎng)解決方案通過光伏（PV）系統(tǒng)采集太陽能，為當(dāng)?shù)鼐用裉峁╇娏?，同時結(jié)合儲能系統(tǒng)（ESS）存儲多余電量，彌補光伏發(fā)電的間歇性，確保全天候供電。

直流耦合微電網(wǎng)系統(tǒng)單線圖

解決方案

本項目采用945kWh磷酸鐵鋰（LFP）電池儲能系統(tǒng)、250kW混合功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)（PCS）、250kW直流-直流轉(zhuǎn)換器（DC-DC Converter）、200kWp光伏系統(tǒng)、100 kVA柴油發(fā)電機（DG），以及能源管理系統(tǒng)（EMS），在撒哈拉以南非洲成功打造了一套高效的混合微電網(wǎng)解決方案。其主要優(yōu)勢包括：

A高效直流耦合模式

白天，光伏系統(tǒng)通過直流-直流轉(zhuǎn)換器直接為社區(qū)負(fù)載供電，同時為電池充電，無需額外配置光伏逆變器。這種直流耦合設(shè)計可提高整體系統(tǒng)效率，并降低資本支出（CAPEX）。夜間，儲能電池為社區(qū)供電，顯著減少柴油發(fā)電機的使用。當(dāng)電池電量耗盡時，EMS將自動啟動柴油發(fā)電機（DG），實現(xiàn)無縫電力轉(zhuǎn)換，確保供電穩(wěn)定。

B構(gòu)網(wǎng)PCS

本項目采用構(gòu)網(wǎng)（Grid-forming，GFM）PCS以保障持續(xù)供電。構(gòu)網(wǎng)PCS的工作方式類似于同步發(fā)電機，能夠獨立供電或與其他同步電機（如柴油發(fā)電機DG）協(xié)同運行。在DG斷開時，構(gòu)網(wǎng)PCS可維持系統(tǒng)穩(wěn)定運行，并在DG重新接入后平穩(wěn)過渡，確保系統(tǒng)穩(wěn)定性。

C智能靜態(tài)轉(zhuǎn)換開關(guān)

本項目配備了智能靜態(tài)切換開關(guān)（Static Transfer Switch, STS），該設(shè)備可在兩路獨立的交流電源之間自動切換，以保障關(guān)鍵負(fù)載供電不中斷。借助STS和微電網(wǎng)的實時監(jiān)測功能，切換時間控制在20ms以內(nèi)，使負(fù)載無感知供電變化，確保系統(tǒng)運行的連續(xù)性。

直流耦合微電網(wǎng)系統(tǒng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)圖

運行模式

在本項目中，儲能系統(tǒng)（ESS）的目標(biāo)是最大化光伏（PV）發(fā)電的利用，同時最小化對柴油發(fā)電機（DG）的依賴。因此，電池將優(yōu)先利用光伏發(fā)電進(jìn)行充電，并在可允許的放電深度（DoD）范圍內(nèi)進(jìn)行放電。

白天，光伏系統(tǒng)為負(fù)載提供所需電力，并將多余電量用于電池充電。EMS（能源管理系統(tǒng)）會實時監(jiān)控能量流，并調(diào)節(jié)PCS（功率轉(zhuǎn)換系統(tǒng)）以維持能量流和充電過程的平衡。

當(dāng)光伏發(fā)電量下降時，PCS將自動增加輸出功率，以滿足負(fù)載需求。

夜間，儲能系統(tǒng)釋放電能，為負(fù)載供電。當(dāng)電池的荷電狀態(tài)（SoC）降至最低閾值時，EMS會自動啟動柴油發(fā)電機（DG）無縫接管供電，確保電力不中斷。

以下圖例展示了典型的能量流動路徑以及日常發(fā)電數(shù)據(jù)：

Jinko ESS云端儲能系統(tǒng)有功功率對比圖

客戶收益

微電網(wǎng)是一種本地獨立運行的電力系統(tǒng)，可以在脫離傳統(tǒng)電網(wǎng)的情況下，向小規(guī)模社區(qū)或特定地點（如大學(xué)校園、醫(yī)院或商業(yè)綜合體）提供穩(wěn)定的電力供應(yīng)。在DC耦合光伏（PV）+儲能系統(tǒng)（ESS）微電網(wǎng)的應(yīng)用中，以下關(guān)鍵點值得關(guān)注：

更高的能源效率、更可靠的電力供應(yīng)、更加簡化的基礎(chǔ)設(shè)施

A更高的能源利用率

DC耦合光伏+儲能系統(tǒng)（PV-ESS）能夠最大化可再生能源的使用，這對微電網(wǎng)尤為重要。它不僅提高了能源自給率，還減少了對柴油發(fā)電機或傳統(tǒng)電網(wǎng)的依賴，降低了運行成本。

B更可靠、更穩(wěn)定的供電

DC耦合系統(tǒng)能夠直接存儲光伏發(fā)電的多余電能，避免了DC/AC轉(zhuǎn)換帶來的能量損失。這種架構(gòu)減少了系統(tǒng)中的部件數(shù)量，降低了故障風(fēng)險，從而提高了電力供應(yīng)的穩(wěn)定性。此外，高效DC/DC轉(zhuǎn)換器具備良好的兼容性，便于更換和未來的系統(tǒng)擴展。

C基礎(chǔ)設(shè)施簡化

微電網(wǎng)通常需要多種能源系統(tǒng)、儲能設(shè)備、和復(fù)雜的控制方案。而 DC 耦合系統(tǒng)組件更少、能量轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)更少，簡化了集成和管理。晶科提供完整的光伏+儲能系統(tǒng)解決方案，涵蓋從設(shè)備供應(yīng)到調(diào)試的全過程，現(xiàn)場土建需求較少，大幅降低客戶的安裝成本和施工難度。

在微電網(wǎng)應(yīng)用中，DC 耦合光伏 + 儲能系統(tǒng)（PV-ESS）效率提升、成本節(jié)約和靈活性方面具有顯著優(yōu)勢，進(jìn)一步增強了微電網(wǎng)的穩(wěn)定性與可持續(xù)性。這種集成方案能夠助力微電網(wǎng)實現(xiàn)長期可靠、可持續(xù)、高效的能源供應(yīng)目標(biāo)，為社區(qū)提供穩(wěn)定的清潔能源解決方案。

靈活的能源管理

A更智能的能量存儲與釋放

相比于傳統(tǒng)的光伏逆變器，DC耦合系統(tǒng)依靠內(nèi)置的DC/DC轉(zhuǎn)換器，可以更靈活、更高效地管理儲能系統(tǒng)的充放電策略，從而優(yōu)化微電網(wǎng)的整體能量使用。

B穩(wěn)定的電壓與功率調(diào)控

系統(tǒng)在設(shè)計時充分考慮了電壓管理，確保光伏陣列與儲能系統(tǒng)的兼容性，使整個系統(tǒng)能夠在安全且高效的參數(shù)范圍內(nèi)運行。