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2013年，國(guó)家能源局制定了全面解決無(wú)電人口用電問(wèn)題3年行動(dòng)計(jì)劃，提出了到2015年底全部解決最后273萬(wàn)無(wú)電人口用電問(wèn)題的目標(biāo)，并明確了技術(shù)路線、工作任務(wù)及措施等，戶用系統(tǒng)的光伏獨(dú)立供電解決方案是采用500W光儲(chǔ)一體機(jī)，配置鉛酸電池和380W的組件，一戶一套系統(tǒng)，主要是解決照明用電問(wèn)題，小型光伏離網(wǎng)系統(tǒng)方便攜帶和安裝，集中式光伏儲(chǔ)能解決方案是20kW到100kW功率等級(jí)的光伏和鉛酸蓄電池的儲(chǔ)能電站，供電方式采用單相電壓220VAC供電。


隨著時(shí)間的推移，人們的生活水平不斷提高，原來(lái)的光伏離網(wǎng)系統(tǒng)，受到容量的限制、電池性能限制、供電方式限制，不能使用洗衣機(jī)、酥油茶機(jī)，割草機(jī)、抽水機(jī)等大功率電器設(shè)備，為進(jìn)一步提升群眾的生活、生產(chǎn)質(zhì)量，滿足他們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的用電需求，2021年，四川中興能源啟動(dòng)了新一批的擴(kuò)容改造升級(jí)項(xiàng)目，采用以村為單位，光伏+新能源電池，三相動(dòng)力供電網(wǎng)絡(luò)為特點(diǎn)的光儲(chǔ)獨(dú)立微電網(wǎng)供電方式。

經(jīng)過(guò)項(xiàng)目地詳細(xì)調(diào)查，大部分家庭的用電設(shè)備功率和用電量，當(dāng)?shù)氐臍夂驐l件，考慮到5-10年的發(fā)展趨勢(shì)，以四川涼山為例，平均每戶每天用電量約8度，家用電器功率約2.5kW，方案設(shè)計(jì)取1000米為半徑確定家庭戶數(shù)，每一戶配置3kW的光伏功率，平均每天發(fā)電12度，離網(wǎng)系統(tǒng)效率約為0.8，這樣平均每戶可用交流側(cè)電能為9.6度。四川涼山雨季較多，考慮到只有光伏單一供電，儲(chǔ)能電池按每戶26度來(lái)設(shè)計(jì)，可以滿足3個(gè)陰雨天，逆變器按每戶功率約2.5kW的總功率來(lái)配置。

按照統(tǒng)計(jì)，以1000米為半徑，安裝戶數(shù)在10-120戶之間，因此設(shè)計(jì)光伏離網(wǎng)系統(tǒng)的容量為30kW到360kW，由于大部分地區(qū)都在海拔3000米的高原地區(qū)，高海拔地區(qū)空氣密度及氣壓低，溫度低，溫差大，設(shè)計(jì)上要主要考慮高海拔對(duì)電氣系統(tǒng)的影響。

1、高海拔地區(qū)對(duì)開關(guān)柜的設(shè)計(jì)要求：常用斷路器的介質(zhì)為空氣，空氣的介質(zhì)絕緣強(qiáng)度是隨著氣壓的降低而減少，海拔高度每升高1000米，平均氣壓降低7.7~10.5kPa，絕緣強(qiáng)度降低8%~13%，因此在電氣間隙和爬電距離不改變的條件下，產(chǎn)品的額定電壓和額定工作電流都要降低。


2、本項(xiàng)目大部分地區(qū)海拔在3000米以上，有一部分地區(qū)在4000米，因此項(xiàng)目設(shè)計(jì)時(shí)，電氣單子按≥16mm，爬間距離按≥20mm設(shè)計(jì)，所有的母排，電纜接頭均配置絕緣熱縮套管。在高海拔地區(qū)，空氣密度的降低，大氣壓力也隨之降低，觸頭材料的熔點(diǎn)與沸點(diǎn)也隨之降低，在電弧電流高溫的作用下，觸頭材料的升華比低海拔時(shí)快。開關(guān)的分?jǐn)嗄芰σ矔?huì)降低，因?yàn)殡S著海拔的升高，在選擇開關(guān)的時(shí)候，分?jǐn)嗄芰σx擇高一個(gè)等級(jí)的。

3、高海拔地區(qū)對(duì)散熱的影響也很大，對(duì)自然對(duì)流和強(qiáng)迫風(fēng)冷散熱的設(shè)備，高海拔地區(qū)的大氣壓小，空氣流動(dòng)沒(méi)有平原速度快，因此散熱效果會(huì)降低，對(duì)于PCS和離網(wǎng)逆變器等電源設(shè)備來(lái)說(shuō)，需要降額運(yùn)行。從3000米開始，每提高1000米，逆變器需再降額5%。

4、高海拔地區(qū)對(duì)儲(chǔ)能電池的影響也比較大，由于海拔高度的升高,大氣壓強(qiáng)降低，電池的散熱性能降低，在充放電過(guò)程中的溫升會(huì)變大，溫度差也變大，不利于電池的使用和壽命，電池?zé)岱€(wěn)定性隨著海拔高度的上升也逐步下降，因此對(duì)于在高原環(huán)境使用的儲(chǔ)能電池，應(yīng)該在熱管理和熱安全方面做著重的設(shè)計(jì)和驗(yàn)證,以確保電池的安全。


項(xiàng)目設(shè)計(jì)方案：以一個(gè)10戶的村莊為例，當(dāng)?shù)睾０问?200米，按照要求要配置30kW光伏組件，260度電的磷酸鐵鋰儲(chǔ)能，逆變器功率不低于25kW。設(shè)計(jì)采用30kW儲(chǔ)能控制逆變一體機(jī)，光伏MPPT控制器為50kW，方便以后擴(kuò)容，逆變器最大功率支持33kVA，帶工頻隔離變壓器，可以帶交流感性負(fù)荷，支持三相不平衡負(fù)載，因?yàn)橛脩艋旧隙际鞘褂脝蜗嚯?，系統(tǒng)難以做到三相完全平衡。

興儲(chǔ)世紀(jì)科技股份有限公司（中興能源公司）作為承擔(dān)無(wú)電地區(qū)光伏獨(dú)立供電工程的9家大型電力企業(yè)之一，承擔(dān)了青海、新疆、四川、甘肅四個(gè)省區(qū)的獨(dú)立光伏供電工程，共解決99個(gè)縣、657個(gè)鄉(xiāng)、45.3萬(wàn)人的用電問(wèn)題。由于在該項(xiàng)目的突出表現(xiàn)，公司榮獲國(guó)家能源局授予的“全面解決無(wú)電人口用電問(wèn)題先進(jìn)單位”的稱號(hào)。為進(jìn)一步提升四川涼山州、阿壩州、甘孜州群眾的生活質(zhì)量，滿足他們?nèi)找嬖鲩L(zhǎng)的用電需求，今年，公司啟動(dòng)了新一批的擴(kuò)容改造升級(jí)項(xiàng)目，在新技術(shù)的加持下，新項(xiàng)目了運(yùn)用公司最新的產(chǎn)品和技術(shù)?？刂颇孀兤鞑捎枚嗉?jí)模塊化設(shè)計(jì)，支持多套并聯(lián)使用，覆蓋30kW到500kW儲(chǔ)能一體機(jī)和100kWh-900kWh電池容量，靈活適配多場(chǎng)景分布式能源項(xiàng)目；電池柜和電控柜分體系統(tǒng)，集散運(yùn)輸皆可，現(xiàn)場(chǎng)安裝施工簡(jiǎn)單，IP55防護(hù)，滿足多種應(yīng)用環(huán)境；智能監(jiān)控和遠(yuǎn)程運(yùn)維，EMS管理系統(tǒng)，多種運(yùn)行模式選擇；有防雷、電池管理、消防、熱管理等分級(jí)聯(lián)動(dòng)多重保護(hù)，保障系統(tǒng)安全運(yùn)行。 

原標(biāo)題：高原地區(qū)光伏離網(wǎng)獨(dú)立供電工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)