直流耦合与交流耦合，储能系统的两种技术路线差别究竟在哪？

近年来,光伏发电技术飞猛进,装机容量迅速提高,但是光伏发电存在间歇性和不可控等缺点,在没处理之前,大规模直接接入电网,会带来很大冲击,影响电网的稳定运行。加入储能环节,可以让光伏发电平滑、稳定输出到电网,大规模接入电网也不会影响电网的稳定。并且光伏+储能，系统应用范围更宽。

 

光储系统，包括太阳能组件、控制器、逆变器、蓄电池、负载等设备。目前技术路线很多，但能量都需要在某一点汇集，目前主要有直流耦合“DC Coupling”和交流耦合“AC Coupling”两种拓扑结构。

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直流耦合

 

如下图所示，光伏组件发出来的直流电，通过控制器，存储到蓄电池组中，电网也可以通过双向DC-AC变流器向蓄电池充电。能量的汇集点是在直流蓄电池端。

直流耦合的工作原理：当光伏系统运行时，通过MPPT控制器来给蓄电池充电；当用电器负载有需求时，蓄电池将释放电量，电流的大小由负载来定。储能系统连接在电网上，如果负载较小而蓄电池已充满，光伏系统可以向电网供电。当负载功率大于光伏发电功率时，电网和光伏可以同时向负载供电。因为光伏发电和负载用电都不是稳定的，要依赖蓄电池平衡系统能量。

 

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交流耦合

 

如下图所示，光伏组件发出来的直流电，通过逆变器变为交流电，直接给负载或者送入电网上，电网也可以通过双向DC-AC双向变流器向蓄电池充电。能量的汇集点是在交流端。

>交流耦合的工作原理：包含光伏供电系统和蓄电池供电系统。光伏系统由光伏阵列和并网逆变器组成；蓄电池系统由蓄电池组和双向逆变器组成。这两个系统既可以独立运行，互不干扰，也可以脱离大电网组成一个微网系统。

 

 

直流耦合和交流耦合都是目前成熟的方案，各有其优缺点，根据不同的应用场合，选择最合适的方案，以下是两种方案的对比。

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成本对比

➧直流耦合包括控制器，双向逆变器和切换开关，交流耦合包括并网逆变器，双向逆变器和配电柜，从成本上看，控制器比并网逆变器要便宜一些，切换开关比配电柜也要便宜一些，直流耦合方案还可以做成控制逆变一体机，设备成本和安装成本都可以节省，因此直流耦合方案比交流耦合方案的成本要低一点。

 

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适用性对比 

 

直流耦合系统，控制器、蓄电池和逆变器是串行的，联接比较紧密，但灵活性较差。交流耦合系统，并网逆变器、蓄电池和双向变流器是并行的，联接不紧密，灵活性较好。如在一个已经安装好的光伏系统中，需要加装储能系统，用交流耦合就比较好，只要加装蓄电池和双向变流器就可以了，不影响原来的光伏系统，而且储能系统的设计原则上和光伏系统没有直接关系，可以根据需求来定。如果是一个新装的离网系统，光伏，蓄电池，逆变器都要根据用户的负载功率和用电量来设计，用直流耦合系统就比较适合。但直流耦合系统功率都比较少，一般在500kW以下，再大的系统用交流耦合比较好控制。

 

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效率对比

 

 ➧从光伏的利用效率上看，两种方案各有特点，如果用户白天负载比较多，晚上比较少，用交流耦合就比较好，光伏组件通过并网逆变器直接给负载供电，效率可以达到96%以上。如果用户白天负载比较少，晚上比较多，白天光伏发电需要储存起来晚上再用，用直流耦合就比较好，光伏组件通过控制器把电储存到蓄电池，效率可以达到95%以上，如果是交流耦合，光伏先要通过逆变器变成交流电，再通过双向变流器变成直流电，效率会降到90%左右。