微型水電與電網(wǎng)協(xié)同供電技術(shù)的研究.pdf

1、微型水電至今沒有一個(gè)明確的定義。根據(jù)聯(lián)合國開發(fā)計(jì)劃署“第二次國際小水電會(huì)議”的建議，裝機(jī)容量在100kW以下的水電站稱為微型水電.在我國，微型水電一般是指小溪、小河在一定河段長(zhǎng)度內(nèi)，所具有的有效發(fā)電勢(shì)能，可以帶動(dòng)微水電機(jī)組發(fā)電。它由引水渠、微型水輪機(jī)、發(fā)電機(jī)、穩(wěn)壓穩(wěn)頻控制器、傳動(dòng)裝置等組成，獨(dú)立運(yùn)行，不需要輸變電，直接向農(nóng)戶供電。經(jīng)全國微水電發(fā)展研討會(huì)（2007年7月4日）討論決定，將單機(jī)容量500kW以下的水力發(fā)電系統(tǒng)定義為微水電，符

2、合我國國情和國際市場(chǎng)需要。
　　 由于電網(wǎng)的延伸，在建有微型水電站的地區(qū)，用戶可以對(duì)微型水電和國家電網(wǎng)的電能選擇使用，一般豐水期的時(shí)候是主要依靠微型水電，枯水期是依靠國家電網(wǎng)。由于微型水電裝置的局限性，在使用中會(huì)造成相當(dāng)比例部分的能量浪費(fèi)，主要體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一，當(dāng)進(jìn)水量大于額定值時(shí)，通過溢流管道泄放多余流量或者手動(dòng)關(guān)小進(jìn)水閥，而當(dāng)負(fù)載減小時(shí)，利用虛擬負(fù)載調(diào)速系統(tǒng)消耗多余的電能保持轉(zhuǎn)速為額定轉(zhuǎn)速；二，當(dāng)進(jìn)水量小于額定值后（每款具

3、體產(chǎn)品的規(guī)定值不同），就不能保證穩(wěn)壓穩(wěn)頻的電壓輸出，此種情況，用戶常棄用微型水電裝置而向電網(wǎng)取電。前者是因?yàn)槟芰窟^剩而消耗在無用負(fù)載上，這種情況可以考慮將微水電并到電網(wǎng)上；后者是因?yàn)槲⑺娞峁┑哪芰坎荒軡M足負(fù)載而被舍棄。
　　 微水電并網(wǎng)，可以很好的解決以上的情況，但由于體制的限制，在絕大部分地區(qū)尚未實(shí)現(xiàn)。本文提出一種新方法，將微水電和電網(wǎng)聯(lián)結(jié)為一體，向用戶供電，在現(xiàn)有體制下，能夠很充分的利用微水電。
　　 建立了微水電

4、和電網(wǎng)聯(lián)結(jié)的模型，分析了電網(wǎng)和微水電協(xié)同供電的原理，闡述在微水電發(fā)出的電能不能夠在電壓、頻率上滿足負(fù)載要求時(shí)，將微水電發(fā)出的電能進(jìn)行不控整流，將電網(wǎng)的電能進(jìn)行半控整流，再將兩部分電能疊加，最后逆變輸出給負(fù)載。
　　 在電網(wǎng)電壓半控整流模型中，詳細(xì)分析了交流側(cè)的諧波、諧波對(duì)電網(wǎng)的污染，并找出解決方法；直流側(cè)的高次諧波的濾波；輸出電壓與輸入電壓關(guān)系的數(shù)學(xué)模型等。在EDA軟件multisim、matlab中進(jìn)行仿真驗(yàn)證，并在試驗(yàn)中得以

5、驗(yàn)證。
　　 將電網(wǎng)輸入電壓、微水電發(fā)出的電壓和最終獲得的穩(wěn)定輸出電壓構(gòu)成一個(gè)負(fù)反饋的閉環(huán)系統(tǒng)，通過EDA軟件Protel設(shè)計(jì)出數(shù)字式檢測(cè)控制電路板，調(diào)節(jié)可控硅的導(dǎo)通角，將輸出電壓為控制量，使之有一恒定的輸出。
　　 在得到紋波系數(shù)符合要求的穩(wěn)定電壓后，再將電能逆變成所需頻率的交流電壓，提供給負(fù)載。
　　 在對(duì)能源動(dòng)力十分渴求的今天，應(yīng)當(dāng)利用起一切可利用的能源，且要在低成本的情況下運(yùn)行。本文設(shè)計(jì)出的方案，可以使得