光伏行业里,什么是“弃光限电”?
弃光,放弃光伏所发电力,一般指的是不允许光伏系统并网,因为光伏系统所发电力功率受环境的影响而处于不断变化之中,不是稳定的电源,电网经营单位以此为由拒绝光伏系统的电网接入。
限电,限制电力的输出,一般指的是出于安全管理电网的考虑,而限制光电或者风电所发电力,比如一个额定功率为100MWp的电站,由于调度的需要,只允许发80MWp的电力,另外20MW就被抑制住了,不能全力运行。
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伴随着光伏发电的增多,燃煤机组的发电小时数必然减少,还会新增输电线路成本。这些变化引起的巨额支出也需要考虑在内。由于光电波动性强,没有办法像煤电一样用户需要多少就发多少,而只能是发多少电用户就要用多少,必须有优惠电价制度鼓励用户用电,否则就会像“弃风”一样出现“弃光”。
实际上,“弃光”已经出现了。国家能源局的统计数据显示:2015年上半年全国累计光伏发电量190亿千瓦时,“弃光”电量却达到18亿千瓦时。分地区来看,甘肃省“弃光”电量11.4亿千瓦时,“弃光率”28%新疆“弃光”电量5.41亿千瓦时,“弃光率”19%。
光伏产业发展,最大的问题就是如何消纳波动的光电。德国能源转型20年,就是在全力解决这个问题。只有切实解决了“弃光”问题,中国的光伏产业才能迎来真正的春天。
解决“弃光”问题需多方统筹解决,西部不仅是太阳能,同样是风能的资源集中地,风能往往在夜间是其生产高峰,与太阳能形成互补,统筹二者的生产波动性,对于消纳“弃风”同样具有积极意义。对于部分地区试点开展的“风能供暖”等就地消化产能的对策,也是光伏电站消纳“弃光”的一条应对手段。
参考资料:光伏-百度百科
光伏电站的的功率因数基本都在0.98以上,这是由于光伏的直流电和逆变器的电感的原因。 所以基本上可以视为没有无功输出。电网是不需要光伏电站调节无功输出的,当然,如果是电站有高压线路作为出线的话,可以安装无功补偿装置进行线路的无功调压。
光伏电站,是指一种利用太阳光能、采用特殊材料诸如晶硅板、逆变器等电子元件组成的发电体系,与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。光伏电站是目前属于国家鼓励力度最大的绿色电力开发能源项目。
并网光伏发电系统是与电网相连并向电网输送电力的光伏发电系统。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。
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。这种技术的关键元件是太阳能电池。太阳能电池经过串联后进行封装保护可形成大面积的太阳电池组件,再配合上功率控制器等部件就形成了光伏发电装置。太阳能光伏组件将直射太阳光转化为直流电,光伏组串通过直流汇流箱并联接入直流配电柜,汇流后接入逆变器直流输入端,将直流电转变为交流电,逆变器交流输出端接入交流配电柜,经交流配电柜直接并入用户侧。
光伏发电系统与电网的连接方式,可分为独立光伏系统和并网光伏系统两大类。经过多年的发展,光伏发电目前是一种较为成熟、可靠的技术,并已经逐渐从过去的独立系统,朝大规模并网方向发展。但目前光伏发电最显著的缺点是成本高,目前每千瓦时电能生产成本约为煤电的20倍、风电的10倍左右。根据美国、日本、欧洲的发展路线图,预计随着技术进步、转换效率的提高以及市场规模的扩大,到2030年前后,光伏发电的成本有可能接近现在的风电成本。总之,太阳能光伏发电目前成本较高,但产业化基础好,在2030年前后具备成为战略能源的技术、成本和环境优势,2050年前后可成为重要的能源供应来源。
要求:电压偏差:为了使当地交流负载正常工作,光伏系统中逆变器的输出电压应与电网相匹配。正常运行时,光伏系统和电网接口处的电压允许偏差应符合GB/T12325的规定。三相电压的允许偏差为额定电压的±7%,单相电压的允许偏差为额定电压的+7%、-10%。频率:光伏系统并网时应与电网同步运行。电网额定频率为50Hz,光伏系统并网后的频率允许偏差应符合GB/T15945的规定,即偏差值允许±0.5Hz。
谐波和波形畸变低的电流和电压的谐波水平是所希望的;较高的谐波增加了对所连接的设备产生有害影响的可能性。谐波电压和电流的允许水平取决于配电系统的特性、供电类型、所连接的负载/设备,以及电网的现行规定。光伏系统的输出应有较低的电流畸变,以确保对连接到电网的其他设备不造成不利影响。总谐波电流应小于逆变器额定输出的5%。各次谐波应限制在表1、表2所列的百分比之内。
意思是光伏50万峰瓦。 峰瓦(Wp): 太阳能装置容量计算单位,为装设之太阳电池模板与标准状况(模板温度25℃,AM1.5 1,000W/m2太阳光照射)下最大发电量的总和。 1峰瓦=1瓦每平方米(功率单位用瓦特) 太阳能电池板的单位Wp,意思是峰瓦。
单个光伏电池的额定功率,看电池板参数。
单个光伏电池的额定功率是这么来的:把光伏组件放在STC标准测试条件下(辐照度1000W/m2,风速1m/s,组件温度25度),这时光伏电池的出力是多大,额定出力就是多大。
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光伏发电的主要原理是半导体的光电效应。光子照射到金属上时,它的能量可以被金属中某个电子全部吸收,电子吸收的能量足够大,能克服金属内部引力做功,离开金属表面逃逸出来,成为光电子。
硅原子有4个外层电子,如果在纯硅中掺入有5个外层电子的原子如磷原子,就成为N型半导体;若在纯硅中掺入有3个外层电子的原子如硼原子,形成P型半导体。
参考资料来源百度百科-光伏发电
采用交流电力输出的光伏发电系统,由光伏阵列、充放电控制器、蓄电池和逆变电源四部分组成(并网发电系统一般可省去蓄电池),而逆变电源是关键部件。光伏发电系统对逆变电源要求较高:
(1)要求具有较高的效率。由于目前太阳电池的价格偏高,为了最大限度地利用太阳电池,提高系统效率,必须设法提高逆变电源的效率。
(2)要求具有较高的可靠性。目前光伏发电系统主要用于边远地区,许多电站无人值守和维护,这就要求逆变电源具有合理的电路结构,严格的元器件筛选,并要求逆变电源具备各种保护功能,如输入直流极性接反保护,交流输出短路保护,过热,过载保护等。
(3)要求直流输入电压有较宽的适应范围,由于太阳电池的端电压随负载和日照强度而变化,蓄电池虽然对太阳电池的电压具有钳位作用,但由于蓄电池的电压随蓄电池剩余容量和内阻的变化而波动,特别是当蓄电池老化时其端电压的变化范围很大, 如12V蓄电池,其端电压可在10V~16V之间变化,这就要求逆变电源必须在较大的直流输入电压范围内保证正常工作,并保证交流输出电压的稳定。
(4)在中、大容量的光伏发电系统中,逆变电源的输出应为失真度较小的正弦波。这是由于在中、大容量系统中,若采用方波供电,则输出将含有较多的谐波分量,高次谐波将产生附加损耗,许多光伏发电系统的负载为通信或仪表设备,这些设备对电网品质有较高的外,当中、大容量的光伏发电系统并网运行时,为避免公共电网的电力污染,也要求逆变电源输出正弦波电流。
在现代电网中,供电容量和负载容量在25%比例的时候,电网是不会崩溃的,相关的保护动作是不会动作的。
所以即使在光伏电站不发电的时候,电网还是可以运行的。
如果作为地面的集中式并网发电,并网光伏组件的总功率和变压器容量是1比1的。
大型和中型光伏电站参与电网电压调节的方式包括调节光伏电站的无功功率、调节无功补偿设备投入量以及调整光伏电站升压变压器的变比等。在进行接入系统方案设计时,应重点研究其无功补偿类型、容量以及控制策略等。
大型和中型光伏电站的功率因数应能够在0.98(超前)~0.98(滞后)范围内连续可调,有特殊要求时,可以与电网企业协商确定。在其无功输出范围内,大型和中型光伏电站应具备根据并网点电压水平调节无功输出,参与电网电压调节的能力,其调节方式、参考电压、电压调差率等参数应可由电网调度机构远程设定。
小型光伏电站输出有功功率大于其额定功率的50% 时,功率因数应不小于0.98(超前或滞后),输出有功功率在20%~50% 之间时,功率因数应不小于0.95(超前或滞后)。对于具体的工程项目,必要时应根据实际电网进行论证计算,确定光伏电站合理的功率因数控制范围。
分布式光伏电站的并网方式有两种,一是全额上网、二是自发自用,余电上网。“自发自用,余电上网”是指分布式光伏发电系统所发电量可以由发电用户自己使用,多余电量馈入国家电网获取电费的一种商业模式,这种模式肯定不存在限电的问题。全额上网模式是直接上网卖电,是光伏应用的主流,这种模式就不是自发自用,是否限电就要看情况了和当地的限电政策了。