光伏并網(wǎng)系統(tǒng)設計關鍵技術研究_第1頁
已閱讀1頁,還剩7頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

1、<p>  光伏并網(wǎng)系統(tǒng)設計關鍵技術研究</p><p>  摘要:當前,能源緊缺、環(huán)境惡化的形式越來越緊迫,人們都開始將眼光放在新能源的開發(fā)上,太陽能作為一種新型可再生資源受到了很多人的關注。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)就是將太陽能轉化為電能的一個發(fā)電系統(tǒng),也在逐漸受到人們的重視。但是當前光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的技術還不是很成熟,需要人們更深入的研究,而逆變器正是光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中的關鍵部件,所以本文從理論層面對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進行了

2、介紹,并圍繞光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的逆變器展開討論,對此關鍵環(huán)節(jié)的特點、當前發(fā)展及發(fā)展趨勢等做了深入的研究,希望對相關工作者能有所幫助。 </p><p>  關鍵詞:光伏并網(wǎng)系統(tǒng);可調度式;不可調度式;逆變器;拓撲結構; </p><p>  中圖分類號: S611 文獻標識碼: A 文章編號: </p><p>  1光伏并網(wǎng)系統(tǒng)及其特點 </p><

3、p>  光伏并網(wǎng)系統(tǒng)是利用太陽能來進行發(fā)電的系統(tǒng),它通過將太陽能轉化為電能從而饋送給各用電負載。它是利用太陽能作為可再生資源的一項應用,它具有下列特點:1、太陽能發(fā)電效率得到提高:光伏陣列可以一直在最大功率處運行,所發(fā)電能由電網(wǎng)全部接納;2、電網(wǎng)的運輸和分配負擔得到緩解,由于光伏系統(tǒng)的分散布置;3、具有一定的審美性,因為光伏組件能與建筑材料完美結合。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)適合當前能源緊缺,環(huán)境惡化的境況,對當前電網(wǎng)的發(fā)展具有很大的意義。 &

4、lt;/p><p>  2光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的工作原理 </p><p>  光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)是否含有儲能系統(tǒng)分為可調度式光伏電網(wǎng)系統(tǒng)和不可調度式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)兩種,其中,可調度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中含有蓄電池組。下面根據(jù)這兩種不同的工作方式,分別分析光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的工作原理。 </p><p>  2.1不可調度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) </p><p> 

5、 不可調度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)圖如下: </p><p>  圖1 不可調度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) </p><p>  在這個系統(tǒng)中,光伏陣列通過太陽能產(chǎn)生直流電能,然后經(jīng)過光伏并網(wǎng)逆轉器發(fā)生DC/AC的轉變,變成符合負載頻率的交流電能,若是主電網(wǎng)斷電,則系統(tǒng)會停止工作,不再向電網(wǎng)供電。 </p><p>  2.2可調度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) </p>

6、<p>  可調度式的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的系統(tǒng)圖如下: </p><p>  圖2可調度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng) </p><p>  在這個系統(tǒng)中,由于核心逆變器由逆變器和儲能電池構成,所以由光伏陣列產(chǎn)生的直流電流可以經(jīng)逆變后進入電網(wǎng),還可以經(jīng)過DC/DC變換后對蓄電池進行充電。逆變后直接進入電網(wǎng)的過程就跟不可調度式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)相同,不同的地方就在于蓄電池部分,由于蓄電池的存在,

7、通過開關的調節(jié),并網(wǎng)系統(tǒng)能調到多種工作模式,增多了功能,表現(xiàn)如下: </p><p>  1、能向蓄電池充電,以備主電網(wǎng)斷電時使用; </p><p>  2、系統(tǒng)具有不間斷電源的作用。系統(tǒng)中含有主開關和多個負載開關。正常情況下,兩者均閉合,特殊情況例如:當交流電網(wǎng)斷電時,主開關斷開,但重要負載開關可以保持閉合對其供電; </p><p>  3、能提高電能的質量。

8、可調度光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不但能向電網(wǎng)饋送同頻同相的交流電能,而且還可穩(wěn)定電網(wǎng)電壓,這是因為可調度光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)能作為電網(wǎng)終端的有源功率調節(jié)器用于補償電網(wǎng)終端缺乏的無功分量。并且它還能將有害的高能諧次分量抵消掉,更好的工作。 </p><p>  3光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的逆變器 </p><p>  光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的逆變器是光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的核心部件,它能將直流電轉變成交流電,滿足更多用戶的用電需求。它提

9、高了電路的可靠性,在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中具有十分重要的作用,下面分別分析逆變器的特點、分類、拓撲結構和發(fā)展趨勢。 </p><p>  3.1并網(wǎng)逆變器的特點: </p><p>  并網(wǎng)逆變器的特點概括如下: </p><p>  1、輸出電流為正弦波,并且具有較好的動態(tài)特性; </p><p>  2、可靠性高,具有全面的保護裝置。有多種保護功

10、能。 </p><p>  3、轉換效率高,空載和輕載時的損耗小; </p><p>  4、功率因數(shù)與單位功率因數(shù)近似相等。 </p><p>  3.2逆變器的分類 </p><p>  逆變器分為隔離型逆變器和非隔離型逆變器。隔離型逆變器可以完成:部分電路輸入輸出共地,整體電路輸入輸出隔離;多路輸出和輸入輸出電壓電流比差別大的功能。非隔

11、離逆變器就不能做到上述功能,但是它省去了中間隔離變壓器,因此在一定程度上為提高系統(tǒng)效率提供了空間。其中,隔離型逆變器有帶工頻電壓器的變換器,基本隔離型DC/DC變換器(包括反激、正激、推挽、半橋四種類型),全橋DC/DC變換器和新型軟開關隔離高頻變換器。非隔離型逆變器的二級結構中的并網(wǎng)控制器包括:單端正激式非隔離變換結構;雙重Sepic變換結構和雙重Boost變換結構。 </p><p>  3.3光伏并網(wǎng)系統(tǒng)逆

12、變器中應用的拓撲結構 </p><p>  光伏并網(wǎng)拓撲結構有很多形式,其中,最普遍的兩種為單機變換拓撲結構和兩級變換的拓撲結構。如下圖所示 </p><p>  圖3光伏并網(wǎng)的典型拓撲結構 </p><p>  根據(jù)上圖可以清晰的看出:單級變換拓撲結構和兩極變換拓撲結構的差別就在于是否有前端的DC/DC變換器,DC/DC變換器不僅能用來跟蹤電池輸出的最大功率,而且

13、具有蓄電池裝置,能夠儲能。而兩者都具有的DC/AC變換器一般進行并網(wǎng)、有功調節(jié)、無功補償或者諧波補償?shù)裙δ堋?</p><p>  3.4逆變器的選型 </p><p>  對于逆變器的選型主要從電氣性能和配置兩方面分析 </p><p>  3.4.1電氣性能 </p><p>  對于逆變器的容量,要綜合考慮經(jīng)濟性和技術性:若容量小則數(shù)量

14、多,投資和維護成本增大,若容量大則故障時損失電量增大,因此要平衡兩者。電氣參數(shù)決定電氣性能,因此要確定各電氣參數(shù),例如:直流MPPT范圍、零電壓穿越、電能質量、用電設備功率、逆變器輸出效率等。逆變器的MPPT范圍一般在450-820V之間。零電壓穿越是低電壓穿越的極限情況,它是在電網(wǎng)因為故障發(fā)生短路,電壓跌至零時,仍能使逆變器工作,并且?guī)椭娋W(wǎng)恢復,提供動態(tài)電壓支撐,保障電網(wǎng)運行的穩(wěn)定與正常的一項技術。對于電能質量,要由相應的檢測裝置,

15、這就要求逆變器要具備一定的濾波功能。用電設備功率要在滿足正常運行的情況下盡量低。逆變器的輸出效率在滿載時必須保證95%以上。另外,逆變器還需要具有檢測孤島效應并及時與電網(wǎng)切離的功能。 </p><p><b>  3.4.2配置 </b></p><p>  在配置這方面,逆變器可以分為模塊化逆變器和一體化逆變器。兩者各有利弊:模塊化逆變器可靠性高、維修成本低;一體化

16、逆變器的初期投資低、邏輯上更容易控制。所以在實際情況下,應根據(jù)需要進行選擇。 </p><p>  3.5光伏并網(wǎng)系統(tǒng)逆變器的控制 </p><p>  目前,光伏并網(wǎng)系統(tǒng)逆變器的控制方法有三種,分別是:直接電流控制、間接電流控制和功率控制。直接電流控制的精確度高、系統(tǒng)魯棒性好、準確率好,它是給出電流指令,直接采集輸出電流的一種技術。相比于直接電流控制而言,間接電流控制技術的控制電流的原理

17、簡單,但控制精度差;應用不如直接電流控制廣泛。功率控制在實際中的應用也不多,光伏系統(tǒng)要實現(xiàn)定功率輸出就需要從控制逆變器數(shù)量和每臺逆變器的輸出功率來調度。 </p><p>  圖4 電流滯環(huán)控制框圖 </p><p>  直接電流控制通常采用雙環(huán)控制,其將功率開關電流或電感電流作為電流內環(huán)的反饋信號與電壓外環(huán)的控制信號進行比較,根據(jù)比較結果對功率開關的占空比進行控制,從而使功率開關的電流峰

18、谷值隨電壓反饋回路中誤差放大器輸出信號的變化而變化。直接電流控制的方式較多,本文僅以瞬時值滯環(huán)控制方式為例作介紹。圖4是電流滯環(huán)控制框圖,在這種控制方式下,將電流的參考值與實際的輸出電流值進行比較,電流值的偏差經(jīng)過滯環(huán)比較后產(chǎn)生控制信號對逆變橋的各開關管的通斷進行控制,使輸出的電流圍繞著給定的正弦波形電流做鋸齒形變化,從而實現(xiàn)了對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)逆變器的控制。 </p><p>  3.6當前并網(wǎng)逆變器的國內外研究現(xiàn)

19、狀及發(fā)展趨勢 </p><p>  3.6.1國內外研究現(xiàn)狀 </p><p>  當前國內外相比而言,國外在此方面的技術發(fā)展較為成熟。國外在保護電路這方面做的十分完善了,并且他們采用數(shù)字控制電路,主要研究的是最大功率跟蹤和逆變環(huán)節(jié)繼承的單級能量交換這方面的技術。而在國內這方面的研究處于初始階段,雖然相關科研單位和高校也有了一些技術的突破,但是還是存在產(chǎn)品單一、性能差等缺點,從而導致國內在

20、逆變器方面還得以來進口,這就提高了并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)的造價,制約了并網(wǎng)型光伏系統(tǒng)的發(fā)展,因此,對于光伏并網(wǎng)系統(tǒng)而言,掌握逆變器技術對其有著十分重要的意義。 </p><p>  3.6.2逆變器的發(fā)展趨勢 </p><p>  并網(wǎng)型逆變器的未來發(fā)展方向為:數(shù)字化、高頻化、大功率化和智能化。這表現(xiàn)在:首先,數(shù)字信號處理技術的應用對電力電子功率產(chǎn)生了巨大的影響,它有助于減小并網(wǎng)逆變器輸出的直流成

21、分、改善輸出波形、提高開關頻率等;其次,采用先進的控制方法能提高波形質量,提高系統(tǒng)的動態(tài)響應性能;最后,為了提高并網(wǎng)型逆變器系統(tǒng)效率、系統(tǒng)可靠性、提高機械強度,應該使元器件朝著低導通速率、快速化、智能化和封裝合理化等幾個方向發(fā)展。 </p><p>  4光伏并網(wǎng)技術的未來展望 </p><p>  光伏并網(wǎng)技術雖然現(xiàn)在還在起步階段,但是它具有十分大的發(fā)展?jié)摿?,所以在將來的發(fā)展中必將有很高

22、的增長率。參考有關文獻可得知,到2030年光伏并網(wǎng)發(fā)電將成為可行的電力供應者,所以,光伏并網(wǎng)技術將由科技研究走向商業(yè)化,并且在將來隨著技術越來越成熟,市場對其的商業(yè)需要也越來越高,它是對太陽能的充分利用,并且在將來也可以與其他可再生資源混合使用,提供安全有效無污染的能源供應。 </p><p>  結語:在當前能源短缺的形勢下,新能源的開發(fā)迫在眉睫,而太陽能以其充足、長久、廣泛、無害的優(yōu)點備受關注。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)即

23、是將太陽能應用于電能行業(yè),這符合可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略。在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中,并網(wǎng)逆變器是關鍵,本文即圍繞逆變器做了相關討論,對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的設計大有幫助,希望專業(yè)人員能在以后工作中更加重視對逆變器的研究,以期能建造更好的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)。 </p><p><b>  參考文獻: </b></p><p>  [1]崔瑞.光伏并網(wǎng)系統(tǒng)研究[J].技術創(chuàng)新,2011(08):111

24、-112. </p><p>  [2]劉飛,段善旭,徐鵬威,王志峰.光伏并網(wǎng)系統(tǒng)若干技術問題的研究[J].太陽能,2006(04):34-38. </p><p>  [3]王曄.淺談光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展[J].百科論壇,2011(20):379. </p><p>  [4]宋慶.光伏并網(wǎng)發(fā)電控制系統(tǒng)的研究[J].江西科學,2010(08):495-498.

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯(lián)系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網(wǎng)頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經(jīng)權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現(xiàn)方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯(lián)系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論