光伏发电并网的重要性
当前, 随着化石能源消耗的不断增长和地球生态环境的日益恶化,世界各国都在积极寻找一种可持续发展且对生态环境无污染的新能源。太阳能作为一种高效无污染的新能源,已成为了当今能源结构中一个重要的组成部分。光伏并网发电技术已成为太阳能光电应用的主流。本文以光伏并网发电系统为研究对象,对其进行了详细的分析和研究。首先,本文介绍了课题的研究背景、研究意义、光伏发电的现状与发展情况。并提出了保证光伏并网发电系统正常运行所需的关键技术问题。其次,根据太阳能电池的工作原理分析其工作特性并建立数学模型。逐章对光伏并网发电系统的各种关键技术问题进行了详细的分析与研究,提出具有针对性的解决方案。介绍了最大功率点跟踪原理以及目前常用的几种跟踪方法,通过对这几种常用控制方法的研究对比找出其运行中存在的优缺点,提出了基于模糊/pid双模态的mppt跟踪方法。对光伏并网发电系统的孤岛检测问题进行了较为深入的理论分析和研究,提出基于周期性双向扰动正反馈有源频率漂移法的孤岛主动检测方法,以提高电力终端电网的安全性和供电的可靠性
可以的,并网发电系统是将光伏阵列、风力机以及燃料电池等产生的可再生能源不经过蓄电池储能,通过并网逆变器直接反向馈入电网的发电系统。因为直接将电能输入电网,免除配置蓄电池,省掉了蓄电池储能和释放的过程,可以充分利用可再生能源所发出的电力,减小能量损耗,降低系统成本。并网发电系统能够并行使用市电和可再生能源作为本地交流负载的电源,降低整个系统的负载缺电率。同时,可再生能源并网系统可以对公用电网起到调峰作用。并网发电系统是太阳能、风力发电的发展方向,代表了21世纪最具吸引力的能源利用技术。
与离网太阳能发电系统相比,并网发电系统具有以下优点:
1.利用清洁干净、可再生的自然能源太阳能发电,不耗用不可再生的、资源有限的含碳化石能源,使用中无温室气体和污染物排放,与生态环境和谐,符合经济社会可持续发展战略。
2.所发电能馈入电网,以电网为储能装置。当用电负荷较大时,太阳能电力不足就向市电购电。而负荷较小时,或用不完电力时,就可将多余的电力卖给市电。在背靠电网的前提下,该系统省掉了蓄电池,从而扩张了使用的范围和灵活性,提高系统的平均无故障时间和蓄电池的二次污染,并降低了造价。
3.光伏电池组件与建筑物完美结合,既可发电又能作为建筑材料和装饰材料,使物质资源充分利用发挥多种功能,不但有利于降低建设费用,并且还使建筑物科技含量提高、增加“卖点”。
4.分布式建设,就近就地分散发供电,进入和退出电网灵活,既有利于增强电力系统抵御战争和灾害的能力,又有利于改善电力系统的负荷平衡,并可降低线路损耗。
(1)利用清洁干净、可再生的自然能源太阳能发电,不耗用不可再生的、资源有限的含碳化石能源,使用中无温室气体和污染物排放,与生态环境和谐,符合经济社会可持续发展战略。
(2)所发电能馈入电网,以电网为储能装置,省掉蓄电池,比独立太阳能光伏系统的建设投资可减少达35%一45%,从而使发电成本大为降低。省掉蓄电池避免了蓄电池的二次污染,并可提高系统的平均无故障时间。
(3)光伏电池组件与建筑物完美结合,既可发电又能作为建筑材料和装饰材料,使物质资源充分利用发挥多种功能,不但有利于降低建设费用,并且还使建筑物科技含量提高,增加卖点。
(4)分布式建设,就近就地分散发供电,进入和退出电网灵活,既有利于增强电力系统抵御战争和灾害的能力,又有利于改善电力系统的负荷平衡,并可降低线路损耗。
(5)可起调峰作用。联网太阳能光伏系统是世界各发达国家在光伏应用领域竞相发展的热点和重点,是世界太阳能光伏发电的主流发展趋势,市场巨大,前景广阔。
变压器与光伏组件的匹配
对于已有的户用变压器而言,变压器的选择与用户的负载总和相关联,变压器的选择应大于负载总和。如在变压器的低压侧引入光伏发电,光伏发电的总装机不应大于负载总和的10%~15%。
根据国家电网公司 光伏电站接入电网技术规定Q /GDW617-2011 ,小型光伏电站总容量原则上不宜超过上一级变压器供电区域内的最大负荷的25%。T接于公用电网的中型光伏电站总容量宜控制在所接入的公用电网线路最大输送容量的30%内。
在江苏省光伏电站接入系统导则中规定:
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下面晓光伏以江苏无锡供电公司为例,为你梳理分布式电源接入系统典型设计必须要知道的几个要点:
● 供电企业编制分布式电源接入系统方案均按照国家、行业、地方及企业相关技术标准,并参照《分布式电源接入配电网相关技术规范》、《分布式电源接入系统典型设计》制定接入方案。
● 参考标准如下:
8 千瓦及以下可接入220 伏
8千瓦~400千瓦可接入380伏
400千瓦~6000千瓦可接入10千伏
5000千瓦~30000千瓦以上可接入35千伏
● 最终并网电压等级会根据电网条件,通过技术经济比选论证确定。若高低两级电压均具备接入条件,优先采用低电压等级接入。当采用 220 伏单相接入时,会根据当地配电管理规定和三相不平衡测算结果确定最终接入的电源相位。
实际案例
江苏常州第一个居民分布式光伏发电方案
位于江苏省常州市横林镇鸿苑小区的6号别墅居民周先生,在自家别墅的阳台和屋顶上,打算安装20多平米,共计9块太阳能发电板,为家中照明提供绿色电能,富余电量则向电网发送。
江苏常州供电公司营销市场部、营电部相关人员进行现场查勘后,确定该项目发电容量为2.25千瓦,在认真会同相关部门进行方案评审后,该市第一个居民分布式光伏发电接入方案终于正式出炉。
该方案充分考虑了发电对电网运行安全的影响,对并网点的安全技防措施
农村屋顶光伏发电可靠。
单纯就光伏发电本身来说是可靠的,通常光伏太阳能主要是由光伏组件、光伏逆变器、光伏支架以及光伏线缆等组合而成。而光伏发电的原理也很简单,就是通过光能利用半导体直接转化成直流电,中间没有任何化学反应,所以是无污染无辐射的,不会对人体有任何隐性伤害。
光伏发电系统分类
1、独立光伏发电
独立光伏发电也叫离网光伏发电。主要由太阳能电池组件、控制器、蓄电池组成,若要为交流负载供电,还需要配置交流逆变器。独立光伏电站包括边远地区的村庄供电系统,太阳能户用电源系统,通信信号电源、阴极保护、太阳能路灯等各种带有蓄电池的可以独立运行的光伏发电系统。
2、分布式光伏发电
分布式光伏发电系统,又称分散式发电或分布式供能,是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统,以满足特定用户的需求,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。
3、并网光伏发电
并网光伏发电就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接入公共电网。可以分为带蓄电池的和不带蓄电池的并网发电系统。
带有蓄电池的并网发电系统具有可调度性,可以根据需要并入或退出电网,还具有备用电源的功能,当电网因故停电时可紧急供电。带有蓄电池的光伏并网发电系统常常安装在居民建筑;不带蓄电池的并网发电系统不具备可调度性和备用电源的功能,一般安装在较大型的系统上。