什麼是光儲一體化?

光儲一體化是指將光伏發電與電池儲能系統集成於同一系統中,使該系統能夠提供可調度的清潔能源——這與間歇性的獨立光伏發電截然不同。光儲一體化系統涵蓋範圍廣泛,從住宅屋頂系統(5-10千瓦光伏+10-20千瓦時儲能)到配備儲能系統的大型光伏電站(數百兆瓦光伏+吉瓦時儲能)。這種一體化能夠實現:通過存儲剩餘發電量最大限度地提高光伏自用率;即使光伏發電存在間歇性,也能提供穩定的容量承諾;將光伏發電時間轉移到用電高峰期;以及參與電網服務,包括頻率調節和削峰。中國的可再生能源政策日益要求新建的大型光伏項目配備配套儲能設施。

關於光儲一體化的5個關鍵問題

太陽能-儲能系統可以採用多種配置方式:直流耦合系統,其中電池在逆變器之前連接到太陽能直流母線,從而可以直接利用太陽能充電,避免交流轉換損耗; 交流耦合系統,其中電池連接到交流母線,使現有太陽能系統和新增儲能系統能夠獨立運行; 混合逆變器系統,將太陽能最大功率點跟蹤(MPPT)、電池管理和併網功能集成在一個單元中; 以及公用事業規模的配置,其中獨立的太陽能逆變器和電池逆變器連接到公共交流母線。 直流耦合系統更適用於新建專案; 交流耦合系統更適合對現有太陽能系統進行儲能改造。
獨立式太陽能光伏系統會帶來電網管理方面的挑戰:它僅在陽光充足時發電,導致早晨發電量激增,傍晚發電量驟降; 它可能導致配電線路電壓升高; 並且它不具備慣性或頻率回應能力。 太陽能-儲能一體化可以應對這些挑戰:電池可以吸收多餘的太陽能發電,避免電壓升高; 組合系統可以提供平穩可控的輸出曲線; 電池可以提供快速的頻率回應; 並且系統可以在容量市場中承諾穩定的容量。 中國的電網運營商越來越要求超過一定容量閾值的太陽能項目配備配套儲能設施。
太陽能-儲能一體化的經濟效益取決於具體應用。 對於公用事業規模的專案,配套儲能設施可以使其參與容量市場和高峰能源市場,從而增加除售電之外的收入來源。 對於工商業使用者,太陽能-儲能一體化可以最大限度地提高太陽能自用率(避免以高價購買零售電力),降低需量電費,並提供備用電源。 對於居民使用者,太陽能-儲能一體化可以減少電網購電,實現能源獨立。 隨著電池成本的持續下降,太陽能-儲能一體化在所有應用領域的經濟效益都將不斷增強。
中國國家發展和改革委員會(發改委)和國家能源局(能源局)已出臺政策,要求新建大型可再生能源項目必須配套建設儲能設施(通常為裝機容量的10%~20%,續航時間為2小時)。 山東、湖南、廣東等省份政府也出臺了具體的太陽能儲能併網要求和補貼方案。 《可再生能源“十四五”規劃》明確將太陽能儲能併網作為實現2030年碳排放達峰目標的關鍵技術。
受政策推動、電池成本下降和電力市場價格波動加劇等因素的驅動,中國太陽能儲能併網市場正在快速增長。 市場正從小型居民和工商業系統向配備吉瓦級儲能設施的大型公用事業項目轉變。 包括華為、陽光電源、寧德時代和比亞迪在內的中國製造商正在開發集成式光伏儲能解決方案,將逆變器、電池和能源管理系統優化集成於一體。 虛擬電廠平臺的發展使得分散式光伏儲能系統能夠聚合接入電網。

關鍵要點

太陽能與儲能的融合正在將太陽能從一種間歇性資源轉變為一種可調度的清潔能源資產,從而解決可再生能源並網的根本挑戰。中國鼓勵新建可再生能源項目配套建設儲能設施的政策,催生了對太陽能與儲能一體化解決方案的巨大需求。上海儲能展(ES Shanghai)展示了各種規模的逆變器、電池和能源管理系統,助力太陽能與儲能的融合。
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