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1 2017 SUNGROW Confidential光伏发电与储能深度融合及展望报告人：张显立 日期：2017.12.06 光伏发电面临的两大挑战 0 1 系统创新助力光伏平价上网0 2 光储深度融合助力光伏健康可持续发展0 3 未来发展展望0 4目录4光伏电站类型多样化商业屋顶电站大型地面电站大型工业屋顶电站 复杂山丘电站 大型水面电站户用电站5光伏行业当前面临的两大主要挑战 挑战一：平价上网要求更低LCOE主要任务 竞价上网，全球最低电价不断刷新（1.77美分） 2020年实现光伏发电用电侧平价上网 领跑项目的关键是LCOE领跑，投资收益领跑 不断降低系统成本 提升系统效率，提高发电量 挑战二：高渗透率影响新能源接入 装机容量不断提升，局部地区渗透率超过30% 光伏发电随机性间歇性特点对电网产生影响 各种复杂电网环境影响光伏顺利可靠接入 逐步由适应电网向支撑电网发展：高穿、无功、调度、二次安全防护、光储融合主要任务7光伏系统各个关键部件不断创新，新技术应用层出不穷组 件 支 架 逆 变 器 箱 变 电 网汇 流 箱双玻组件智能组件高效组件双面组件 固定可调单轴跟踪双轴跟踪 1500V组串检测水面专用 1500V超配/过载能力大容量/高电压高效/高可靠性 “逆”“变” 一体高压夜间断开非晶磁芯低功耗 快速调度响应故障穿越能力虚拟同步VSG逆变器具备SVG全系列逆变器产品：因地制宜、科学设计光伏产品家族， 功率范围: 300W -6MW 应用场景700W 3-6MW80K 125K8K 10K 12K 15K 17K 20K 户用，光伏扶贫商业应用，分布式大型电站：地面、水面350W 1.5MW36K 50K 80K3K 4K 5K 6K逆变器技术不断创新，在系统中的作用不断加强 组件超配能力：支持1.4倍以上组件接入能力； 直流侧管理：组串监测，IV扫描； 直流侧保护：绝缘监测、PID防护与修复； 高可靠，恶劣环境适应性强； 交直流过载能力，特别是针对双面组件需要更高要求； 智能化逆变器：部件级状态监测与管理； 高度集成：集成跟踪、清扫控制，“逆变一体”； 基于逆变器的无功调相技术，替代SVG，提升电网支撑力度； 高电压穿越能力； 具备储能接口，为能源互联网提前布局；SG80HV：双面组件专用逆变器12.5A 1.3倍超强过载：双面组件发电量提升10%以上，要求逆变器具有较强的交直流过载能力 高效散热：组件发电量提升，逆变器长时间高负荷运行，要求散热好，高温不降额轻载高效：新型组件低辐照性能优异，要求逆变器轻载状态下高效率，阴雨天以及早晚多发电，提升整个系统发电量双面组件系统对逆变器要求基于逆变器的无功调相技术：无需额外安装SVG，提升电网支撑能力 逆变器可以提供48%系统容量的无功输出，动态响应时间小于30ms电站控制器逆变器 逆变器下发无功指令主变高压侧信号35/110kV母线 主变低压侧信号就地控制器光伏方阵 光伏方阵 就地控制器分布式功率因数控制方案 无功调节装置（EMU）通过采集产权分界点的功率因数，与目标的功率因数值/调度值进行比较分析，输出指令对逆变器进行无功闭环控制 某分布式光伏电站，未利用逆变器SVG功能前，并网点功率因素平均值为0.509，且波动明显，导致罚款 系统增加自动功率因数控制，且利用逆变器SVG功能后，月度功率因数为0.972，满足电网要求 用户母线公用电网 产权分界点光伏并网点用户负荷注：国家电网公司对分布式电源接入电网技术规定，接入电网的分布式电源装机容量不宜超过上一级变压器供电区域内最大允许负荷的25%逆变器 P, Q, PFEMU 精细化设计：无人机精确地形勘测、3D建模、仿真，优化方阵容量、组件布局、线缆设计； 超配设计：I、II类资源区至少1.2倍以上，III、IV类地区至少1.4倍以上，提高逆变器、箱变等交流系统利用率； 基于逆变器的无功调相技术，替代SVG; 降低运维成本：可靠的设备+智能化运维手段，向管理要效益优化系统设计将成为降本增效的主要方向13典型应用：1.4倍超配+跟踪支架+5MW方阵+SVG+高温环境 直流侧1.2-1.4以上超配； 采用跟踪支架系统； 单个方阵容量5MW以上 逆变器具备SVG功能 环境温度40度以上 逆变器具备1.1倍过载能力典型系统应用案例 1.4倍超配+跟踪系统，降低LCOE，出力更平滑 双面组件垂直安装，输出更平滑系统创新带来的价值技术创新 价值1 逆变器单机功率提升，1000V子阵单元可由1MW提升到2.5MW；1500V 提升到45MW 箱变、通讯、高压线缆成本降低，100MW节省1000万以上 LCOE降低约5分/度 ROI提升约4% IRR提升约2%2 逆变器实现SVG，减少SVG初始投资及空载损耗 100MW节省600万以上3 “逆变”一体，三电平技术，高效定制变压器 100MW节省约300万，系统效率提升约1%（25年发电收益提升约2600万）4 1500V直流系统及逆变技术 100MW节省约800万，系统效率提升1%以上（25年发电收益提升约2600万）5 超配设计：I II类资源区1.2以上，III IV类地区1.4以上（取决于逆变器的超配能力） 提高逆变器、箱变等交流系统利用率，100MW节省设备成本约600万6 电站智能设计：无人机地形勘测及处理，三维软件精细化布局，最优间距和倾角设计 测绘至设计输出流程时间节省70%，精细化设计可节省初始投资0.04元/Wp，100MW节省约400万7 电站智能化运维 减少运维人员30%以上，节省运维人员费用1000万；快速闭环消缺提升发电量2%以上,发电收益提升约5200万 适应更复杂的电网环境要求，灵活快速的响应调度，更强的无功输出能力支撑电网稳定； 配合储能系统及虚拟同步等新技术，确保高渗透率下电网运行稳定性电网适应性 电网支撑功能 能量搬移、平滑输出低穿 高穿 电能质量 快速响应调度 更强的无功支撑 光伏+储能，解决间歇性、波动性问题，VSG技术，确保高渗透率下电网运行稳定性随着渗透率不断提高，光伏系统逐步由“适应电网”向“支撑电网”发展1 9储能广泛参与发、输、配、用等各个环节传统发电厂 电网 变电站光伏电站储能工商业用户屋顶光伏电动汽车储能储能 发电侧融合：储能应用于光伏电站，实现调峰、调频、调压，改善新能源发电质量 用电侧融合：储能应用于用电侧，实现能源供需协调，增强用电灵活性2 0发电侧融合：通过储能实现调峰 大容量储能系统参与光伏电站调峰，平衡出力，增强电网柔性，缓解电网压力储能实现光伏调峰，解决弃光能量搬移光伏并网发电 储能放电2 1 辐照度快速变化引起光伏发电功率剧烈变化，通过储能平滑输出功率，减小对电网冲击 机构名称 要求国标GB/T 19964-2012 光伏发电站有功功率变化速率应不超过10%装机容量/min日本冲绳电力公司 光伏发电站功率波动小于2%装机容量/min中国国家电网 小于30MW的风电场10min最大变化量为20MW，1min最大变化量为6MW ESBNG 功率波动小于5%装机容量/min 200MW 储能抑制光伏发电功率波动，平滑输出 时间平滑前发电曲线 平滑后发电曲线发电功率变化速率限值1%/min，每3秒抽样确认发电功率 储能充电储能放电合理弃能2 2一次调频 二次调频功率频率 现 况 调 度T1 T2 T3功率频率 现 况 调 度T1 T2 T3-0.04 频率偏差0-0.06-0.04 频率偏差0-0.05发电机组 主电网 用电负荷储能系统发电机组 主电网 用电负荷发电侧融合：通过储能实现调频 高渗透率下，通过储能实现调频，提高电网稳定性，减少备用电源建设投资2 3 美国日食当日（2017.8.21）加州太阳能发电功率骤降骤升缺口，通过大规模储能，可以快速补偿光伏出力下降，保障供电稳定 2017年6月17日至23日，青海连续168个小时使用光伏、风电和水电的清洁能源为全省供电。创造了全球清洁能源供电的时长记录2 4用电侧融合：储能与分布式发电融合构建智能微电网 提升新能源接入和消纳能力 可离网应急供电，提高用电可靠性 提高配电网运行的稳定性和安全性 减少区域供电压力，延缓线路扩容 减少用电偏差，提高考核收益 满足用户多样化用电需求光伏逆变器组件 备用电源负荷储能逆变器蓄电池组 400V/10kV风电配电系统 电网2 5用电侧融合：储能促进分布式发电接入和消纳通过储能移峰白天光伏发电高峰与晚间用电负荷高峰不一致，通过储能实现错峰应用，增大光伏发电自用比例，提高光伏系统投资收益 增配6.4kWh储能电池后，光伏发电自用比例提高33.3%自用 入网无储能 有储能2 6用电侧融合：智能微电网灵活应对区域负荷增长 随着区域用电负荷需求不断增加，已有传输线容量不足以支撑负荷需求，需要对其扩容 在负荷中心配置光储微电网，就近自发自用，补偿负荷需求增长，减轻电力传输压力，延缓传输线扩容发电厂 负荷电网电网 微电网负荷发电厂2 7用电侧融合：智能微电网实现区域稳定供能项目容量500kW储能逆变器1.2MWh三元锂电池项目时间2016年 项目地点柬埔寨金边 替代柴油发电，绿色清洁提高电能质量，节省电费项目价值西藏双湖县光储微电网 2 8项目容量 13MW光伏 7MW储能PCS 23.5MWh蓄电池项目时间 2016年7月建设 2016年10月并网项目地点 西藏双湖县 海拔5300米 改变了之前柴油机分时供电的单一模式，可为1.4万人提供可靠电力项目价值2 9微电网与多能互补应用 西藏塔尔钦微网系统 高海拔额典型微网应用，含光伏子系统、储能子系统、配电子系统，在不同的工况下，光伏和储能系统实现柔性切换 供应整体解决方案，设备包括组串光伏逆变器、直流配电柜、储能逆变器、能量管理。 措勤微网系统 水电、光伏发电、风电、柴油发电、锂 电池、铅酸电池等多能互补系统 接入能源类型多、系统复杂程度高 VSG技术典型应用案例3 0巴哈马微电网项目项目容量 ST500kWh-250一体化储能系统（1台SC250KU储能逆变器箱和1台500kWh储能电池箱）项目时间 2017年项目地点 北美巴哈马群岛 通过了北美最为严格的安规检测，并在同行业中率先通过UL认证； 削峰填谷、微电网运行项目特点3 1用电侧融合：户用光储打造零能建筑 在建筑中实现源生地发电、储电、用电，产销一体，减小对电网依赖 精细化能量管理，帮助用户获取安全、高效、智能、低成本的用电体验光伏组件 逆变器 电表家庭负荷蓄电池 电网5KW户用光储系统3 3储能系统成本不断降低锂电池成本趋势注：数据来源于彭博新能源财经 电动汽车发展带动锂电池产能扩张，成本不断降低，多能互补和微电网将成为储能新的应用 新能源发电的随机性、不稳定性特征决定了电网必要的柔性和缓冲需求，规模化应用将进一步降低成本全球累计储能装机量预估GWh 8 16 55 13 92 92 11 51 1863 4大型多能互补电站将成为主流形式 构成 分布式发电（光、风、气） 大容量储能系统 负荷（冷、热、电） 能量管理与控制特点 平滑输出，实现新能源24小时供电 储能实现调频调压 微电网需求侧响应 多种能源互补，满足能源综合需求3 5积极发展区域微电网，响应用户侧需求园区微电网园区能效管理（需求侧管理） 智慧能源管理与交易平台 变电站发电厂 一个生态圈：分布式智慧能源生态圈 三层架构：能量、通信、数据 五大场景：大型、工商、户用、微网、充电 五个环节：荷、源、网、储、控3 6基于绿色电力交易平台，实现能源供需协同优化光伏电站储能 工商业用户风电场 绿色电力交易平台 屋顶光伏国家电网 政府补贴 电动汽车现金流 单项能量流 利用分布式发电，结合储能、需求侧响应等调控手段，实现多能源协同优化 建立绿色电力交易平台，实现区域能源资源自营（交易、运行、维护、发电计划等） 引入合同能量管理与需求响应服务，降低用户整体的能源消费成本 光伏发电面临度电成本不断降低和渗透率不断提高的双重挑战 系统创新将成为降低度电成本、实现平价上网的主要方向 储能将与光伏深度融合，助力光伏健康可持续发展 微电网的发展，将呈现大电网、局域电网和微电网并存的电网格局小结3 8THANK YOU! 2017 SUNGROW Confidential
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