重庆机电职业技术大学学子研发光储充换一体系统 赋能乡村振兴新图景

在乡村振兴与 “双碳” 战略的双重背景下，重庆机电职业技术大学四名学生组成的科研团队，历时两年攻关，成功研发出适用于农村电网的 “光储充换一体系统”。该系统通过技术创新破解农村低电压、高线损、光伏消纳难等痛点，在重庆大足宝顶镇试点中成效显著，为农村能源数字化转型提供了可复制的 “机电方案”。

瞄准农村用电难题 创新技术架构破局

我国农村电网长期面临供电半径长、季节性负荷波动大、三相不平衡等问题，导致末端电压不稳定（部分区域低至 100V 以下）、线损率高达 40%，分布式光伏并网更引发过电压风险。针对这一现状，团队提出 “光伏发电储能 - 智能动态调控 - 共享电池服务” 三位一体技术架构，打造基于 48V 安全电压的一体化系统。
系统核心技术亮点突出：一是采用低压并联光伏技术（<60V），集成双向逆变模块与模糊 PID 控制算法，实现 20ms 级快速响应，将电压波动稳定在 210-230V 区间，解决了传统农网电压骤升骤降问题；二是构建 “云 - 边 - 端” 协同管理平台，通过物联网实时监测电池状态，动态优化充放电策略，实现光伏就地消纳与储能调峰；三是创新换电模式，统一规格电池包支持农机、电动车等设备快速换电，3 分钟内完成补能，破解农村充电基础设施不足难题。

试点成效显著 经济效益与环境效益双丰收

在重庆大足宝顶镇试点中，该系统展现出强劲的技术经济性：台区线损率从 18% 降至 13%，光伏消纳率提升至 85%，单户年电费支出减少 15%；设备投资回收期 4-6 年（含光伏补贴），年减碳量达 12 吨，既为农户节省用电成本，又助力农村绿色低碳发展。
值得关注的是，系统通过容性无功就地补偿技术，将功率因数从 0.68 提升至 0.96，减少了无功电流引起的线损；针对三相不平衡问题，智能负载均衡系统将不平衡度控制在 2% 以内，有效提升电网稳定性。此外，系统支持离网应急供电，在电网停电时可维持 5kW 负载持续供电 4-5 小时，保障农户基本用电需求。

产学研深度融合 打造乡村振兴 “电力引擎”

该项目是学校深化产教融合、服务地方经济的典型成果。团队负责人李雪琳表示：“我们深入农村调研发现，传统电网改造方案成本高、周期长，而农户对安全、便捷的用电需求迫切。因此，我们聚焦低压化、智能化、共享化设计，让技术真正落地生根。”
除技术创新外，团队还注重成果转化的实用性：光伏板采用可调节角度支架，适应农村复杂光照环境，转换效率达 23.1%；储能电池选用 48V 三元锂电池，支持 2000 次循环充放电，兼顾安全性与经济性；通过 APP 实现电池状态实时监控、换电预约等功能，提升用户体验。

展望：从 “试点” 到 “推广” 绘就农网升级新蓝图

目前，该系统已获得国家实用新型专利，正在申请发明专利。团队计划进一步优化复杂环境适应性，针对山区、多阴雨地区开展技术迭代，并联合地方电力企业扩大试点范围。
“这不仅是一项技术成果，更是高校服务乡村振兴的生动实践。” 学校相关负责人表示，未来将依托该系统构建 “农村能源互联网”，推动光伏、储能、充电、换电一体化应用，为农业生产、乡村生活提供绿色、智能的电力保障，助力实现 “双碳” 目标与乡村振兴的同频共振。
随着光储充换一体系统的推广应用，一幅 “发电就地消纳、用电智能稳定、能源绿色共享” 的农村能源新图景正徐徐展开，为全国农村电网改造提供了可复制、可推广的 “重庆经验”。