直流耦合技术DC Coupling如何使您的光储电站灵活易扩展

随着全球范围内可再生能源在公用电网中的应用比例持续增长，大型电池储能系统与太阳能电站的结合部署将成为未来新型电力系统的刚需方案。

目前光储系统主要有AC Coupling交流耦合方案和DC Coupling直流耦合方案，两种方案各有优势，可以根据不同的应用场合，选择最合适的方案。

在大型光储方案里，AC Coupling交流耦合是目前常见的布局方式，即储能系统与光伏系统在交流侧连接。正如下图系统结构图所示，储能系统(电池，储能逆变器、中压变压器) 与光伏系统（太阳能电池板、光伏逆变器、中压变压器）彼此独立工作，在电网的交流侧耦合。

这样的布局优势在于两个系统可以独立运行，互不干扰，易于运行管理和电网调度。

SMA AC Coupling交流耦合光储系统结构图

而DC Coupling直流耦合方案，即储能电池和太阳能电池板连接在集中式逆变器直流侧，集中式逆变器再与中压变压器相连，构成完整的直流耦合光储系统。

如下图系统图所示，太阳能电池板接入光伏逆变器的直流母排，同时储能电池通过DC-DC Converter直流耦合变换器接入光伏逆变器直流母排。

这样的耦合方案相比交流耦合省去了一整套包含储能逆变器、中压变压器及中压开关装置在内的储能设备，大幅降低了光储系统的造价成本。

SMA DC Coupling直流耦合光储系统结构图

直流耦合技术DC Coupling优势

从系统效益角度分析：

• 由于系统组件减少，使得系统成本降低
• 减少了功率转化和能量损耗
• 满载时间得到优化

由于系统设备较少，因此直流耦合方案的另一个优点是系统安装速度更快、后期维护成本也更低。

从系统功能角度分析，相比交流耦合方案，直流耦合技术可以更好地实现：

• 斜坡率控制

通过电池系统，可以减少辐照/波动的变化，同时在增加和减少功率两个方面都遵循限定的功率

斜坡。这确保所需的能量在任何时候都可用。

• PV平滑化

辐照中短暂、快速的变化和波动可以通过储能电池系统来实现平衡。

• 采集削峰功率

直流耦合系统可以解决太阳能电池板超配问题，超配的光伏能量可以直接储存在直流侧的储能电池中，而逆变器则可以继续在满载下运行。在太阳落山后，储存的能量可用于延长逆变器当天的运行时间，随后在电力交易市场出售获利，或通过分时电价再次释放。

• 频率支持

如果电网频率下降，逆变器可向公用电网提供有功功率。通过电池储能系统，逆变器可以在电网
发生故障时支持公用电网而不必依赖于太阳能辐照。

SMA直流耦合系统 “家族秀”，提供一站式光储系统解决方案

SMA直流耦合光储系统包含Sunny Central UP集中式光伏逆变器、MV Power Station中压

箱变一体机、DC-DC Converter直流耦合变换器和Power Plant Manager电站控制器（EMS）。

Sunny Central UP集中式光伏逆变器功率范围2.6MW~4.6MW，可满足不同电站容量需求、适配直流侧1500V接入要求。

Sunny Central UP集中式光伏逆变器

若您的电站施工周期短，现场服务人员又不完备，您可以选择MVPS中压箱变一体机，它将集中式逆变器、中压变压器、现场土建所需的变压器油槽紧凑地放置在20尺柜预制集装箱内，在电站现场实现即插即用。其中变压器电压等级可支持11~35kV。

MVPS中压箱变一体机

DC-DC Converter直流耦合变换器是储能电池和光伏输入的承接桥梁，也是直流耦合光储系统中的核心设备，单台设备可接入500kW~600kW电池充放电功率。

SMA DC-DC Converter直流耦合变换器

如下图直流耦合光储系统结构图所示，每台Sunny Central UP集中式光伏逆变器最多可连接6组DC-DC Converter。

SMA DC Coupling直流耦合光储系统结构图（电池容量均等场景）

当电池组容量不均衡时（如下图所示），则可以灵活调整直流耦合变换器的数量组合，使其与电池容量匹配，从而实现支持更大容量的电池接入。

SMA DC Coupling直流耦合方案系统图（电池容量不均等场景）

Power Plant Manager电站管理器负责整个电站的能量监测与管理，产品内部包含能源控制器及数据采集器。根据客户的不同监控需求，电站管理器允许接入其他监控设备，例如I/O控制器, 气象设备，柴油机，小风机等设备的数据信号都可接入Power Plant Manager进行统一地监控管理。

SMA Power Plant Manager电站管理器能量管理

最后，得益于Sunny Central UP集中式逆变器兼具了光伏与储能功能，因此根据项目要求，您可以在光伏电站设计阶段实现光储功能，也可以选择在后期的扩建期间配置直流耦合变换器和储能电池，SMA助力为您的电站实现具有成本效益的储能接入，使您的光伏电站设计灵活，易扩展。

美国乔治亚州Hickory Park DC-Coupling直流耦合40MW光储电站现场图片

点击下载SMA直流耦合DC-Coupling方案白皮书