商业住宅型光储微电网储能电池选型与定容
发表时间：2018-11-16T12:45:54.990Z 来源：《河南电力》2018年10期作者：陈扬华
[导读] 光储微电网是是实现新能源就地消纳利用、积极发展分布式光伏电源，充分发挥分布式光伏发电系统效能的最有效方式。本文通过光储微电网中储能电池选型分析和储能电池定容分析，确定商业住宅型光储微电网电池类型和容量，可对类似的光储微电网工程应用提供参考作用。
陈扬华
（深圳供电规划设计院有限公司广东深圳 518054）
摘要：在新型城镇化和能源革命的推动下，光储微电网将成为新型城镇能源供应的重要组成部分。光储微电网是是实现新能源就地消纳利用、积极发展分布式光伏电源，充分发挥分布式光伏发电系统效能的最有效方式。本文通过光储微电网中储能电池选型分析和储能电池定容分析，确定商业住宅型光储微电网电池类型和容量，可对类似的光储微电网工程应用提供参考作用。
关键词：光储微电网；磷酸铁锂电池；储能电池容量
1工程概述
商业住宅型光储微电网工程选取深圳某生态科技园内1 幢人才公寓，工程拟在公寓楼顶1500m2的面积上新建36kW 光伏板，根据光伏板容量，综合考虑布线方便，初步选定公寓顶层中6户用户（共 12户用户）作为微电网的受电用户，负荷容量为60kW。本工程采用“微电源分散式接入方式”，36kW光伏系统分散接入顶层6户用户的家用配电箱，储能系统分散接入其中3户用户，形成3套公寓光伏接入，另3套公寓光储接入。
图1 商业住宅型光储微电网工程构成
2储能电池选型
工程选择磷酸铁锂电池作为微电网的储能载体，主要考虑如下：
2.1磷酸铁锂电池是能量转换效率最高的电池
锂离子电池各系列如，钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂和钛酸锂电池，均能保证其能量效率在 95%以上，而其他类型的储能效率很难到达90%以上。
2.2磷酸铁锂电池价格优势明显
近年来，受电动汽车动力电池需求带动，我国锂离子电池得到迅速发展，已经形成规模的产业链。锂离子电池价格逐年快速下降，成本从2007年10元/Wh已经降至5元/Wh，与此同时锂离子电池性能则大幅度提高，单体循环寿命已从800次提升到2000次左右。锂离子电池的性价比远远超过其他储能电池；
2.3磷酸铁锂电池储能系统工程能力优势明显
目前我国还没有开展钠硫电池和液流电池工程应用经验。而磷酸铁锂电池工程应用方面，已经在设计、集成、工程实施、运行维护积累了不少经验；
2.4 磷酸铁锂电池对现场场地要求最低。
磷酸铁锂对场地面积要求最小，而且场地其它要求与普通变电站相似，而钠硫或液流无论面积、通风、防腐、防爆、地面承重都有特殊要求。
3储能电池定容
3.1定容原则
（1）持续供电原则
当供电故障时，保障接入光储的用户持续供电0.5小时。根据JGJ242-2011《住宅建筑电气设计规范》3.3.1条款，住宅光储用户最大负荷下限为6kW，实际设计的最大负荷上限为10kW。对于一般的家用负荷，其关键负荷如照明等，总功率一般不超过2kW，因此，对于住宅光储用户，需要保障2kW负荷持续供电0.5小时，则需要为住宅光储用户配置1kWh的储能电池。考虑到储能电池0.8的放电深度和0.96的效率，每户公寓（住宅型光储用户）需要配置1.3kWh 的储能电池。
（2）促进光伏发电就地消纳最大化原则
根据深圳夏季光伏发电出力特性，1kW光伏装机容量日发电量约4.895kWh，则住宅光储用户光伏日发电量为29.37kWh；而根据深圳冬季光伏发电出力特性，1kW光伏装机容量日发电量约 3.163kWh，本工程光伏日发电量约18.978kWh。
根据商业住宅用户发负荷特性（见图2），结合本工程6户用户的用电特点和用电量，上班时段（8：00~12：00 和14：00~18：00）住宅平均负荷按 0.3kW计算；中午12：00~14：00休息时段，住宅平均负荷按1kW；晚上18：00~24：00晚高峰时段，住宅平均负荷按2.8kW 计算；0：00~8：00负荷低谷时段，住宅平均负荷按 0.6kW 计算，6户公寓每日消耗电能约27kWh，其中 8：00~18：00 时段消耗电能约