1 光伏并网发电系统简介
太阳能电池组件形成的电流经过光伏并网发电系统的转化, 并利用并网逆变器产生高质量电流, 同时连接到公共电网为人们的日常生产生活提供电压保障。相对传统配电方式而言, 光伏并网系统的优势在于采用了新型能源, 通过太阳能电池矩阵转化太阳辐射从而实现发电, 其系统原理是为光生伏特效益。
2 光伏并网发电系统的关键技术
2.1 并网逆变器控制技术
在光伏发电并网系统工程中, 并网逆变器是实现其与电网系统相连的关键设备。并网逆变器控制装置主要利用PID控制方法, 即采取电流控制, 从而确保光伏并网系统电流与电力系统保持一致, 达到了统一控制的目的。PID控制技术保证了光伏并网发电过程的动态化运行, 为内部电流的持续传送提供了保障。除此之外, PID控制技术还使系统电压能维持稳定性, 促进形成光伏并网发电系统产生最佳功率。
2.2 最大功率点跟踪技术
最大功率点跟踪技术是光伏并网发电系统的一项调节性技术, 会对发电运行产生直接影响。这一技术根据其环境特点, 结合当时气候条件进行并网调节。依据具体状况绘制过程图, 从而参考这些数据信息对光伏并网发电系统的功率现状进行追踪。
2.3 并网技术
并网技术主要考虑电网运行需求, 采用10KV高压并网或380V低压并网, 依据接入点距离进行并网点个数和分布的确定;结合发电项目的投资收益率确定选用固定角度或自动跟踪旋转角度的功率追踪器支架;通过对用电分布时间段、电费峰平谷价格的分析, 确定蓄电池组的应用。
3 太阳能光伏发电并网系统工程设计中的关键点
3.1 设计设备配置
光伏发电并网系统涉及到的主要设备包括光伏阵列、控制器、并网逆变器, 除此之外, 还应设计防雷接地。
首先, 太阳能具有低密度性, 所以设计太阳能光伏发电并网系统时需要设置大型的太阳能电池阵列从而实现对太阳能资源的收集。光伏阵列设计过程中, 当串联时应对每个组件进行旁路二极管的并接, 并联时应在线路中将阻塞二极管进行串接。在接入过程中, 要保证电池组件的性能质量, 同时坚持接线最短的原则实施组件互联。
其次, 在选择控制器时, 并网系统要求、功率、方阵路数、电压、蓄电池组数量等都是要进行考虑的重点要素, 一般而言, 单路脉宽调节控制器应用在家用光伏发电中;多路控制器应用在功率要求较高的太阳能光伏电站中;由于通信以及工业行业的光伏发电系统需要具备较强的通信功能, 因此需选择智能控制器。
再次, 当前交流负载是我国使用的主要负载形式, 由于光伏电源供应直流电力, 因此融入市场存在一定困难, 这就需要光伏产生的电力进行转换从而提供给并网系统。而并网逆变器就是进行交流电转换的关键装备, 在设备配置设计中占有重要地位。
3.2 设计光伏组件
光伏组件设计环节, 应当重点考虑太阳能电池组件的总功率, 从而准确选择电池组件的串联数量 (N≤Vdcmax/Voc× (1+ (t-25) ×Kv) ) , 具体计算公式如下:INT (Vdcmin/Vmp) ≤N≤INT (Vdcmax/Voc) 式中:Vdcmax——逆变器输入直流侧最大电压 (V) ;Vdcmin——逆变器输入直流侧最小电压 (V) ;Voc——电池组件的开路电压 (V) ;Vmp——电池组件的最佳工作电压 (V) ;N——电池组件串联数 (N取整) 。
3.3 设计接线箱
接线箱通常在光伏发电系统中光伏阵列的输出部分, 处于输入端主要是连接各组件的子方阵, 输出端是对控制器进行连接。接线箱设计的主要目的是实现防反冲和防雷击。
3.4 设计光伏子阵
光伏发电系统实现功率最大化是重要目标, 由于太阳电池阵列浩大, 为了提高场地利用效率, 大多情况下会采取前后排布的形式, 但是一些情况下, 因为光伏电站附近高建筑物的遮挡, 会制约太阳光的照射效率。因此, 应通过严密计算前后方阵的最小距离来避免电池板或某些位置遮挡而造成能源损失, 从而提高太阳能的有效利用。随着地理位置间的变换, 太阳高度以及方位也会发生变化, 但不具备确定值。一般来讲, 为了便于参考, 计算过程中通常以冬至当地平太阳时当天9:00~15:00太阳电池方阵无遮拦为原则, 这样一来, 再结合光伏发电并网系统工程建设项目的纬度位置, 以及冬至日的太阳赤纬角和9:00~15:00时的时角, 就能获取遮挡物经过太阳光照射形成的投影长度L, 继而进行电池方阵间距D的准确计算。 (如图1)
3.5 设计储能子系统
对于储能子系统的设计, 关键在于设计蓄电池与功率调节器。例如蓄电池设计, 首先要保证蓄电池质量合格, 具备质检部门出具的相关报告, 同时保证蓄电池的运行环境处于5~30摄氏度中, 与此同时严格观测蓄电池的外形状况, 避免出现变形、裂缝、漏液等问题。接着针对蓄电池总容量进行详细计算, 具体公式如下:
C=1×[K1I1+K2 (I2-I1) KN (IN-IN-1) ]/L式中:C——250C的额定放电率换算容量 (AH) 、UXL电池是10HR容量。
L——对因维护系数、使用年数、使用条件的变化而引起的容量变化而使用的修正值。一般L值采用0.8。
K——由放电时间T、电池的最低使用温度、允许的最低电压而决定的容量换算时间。
I——放电电流。
4 结语
综上所述, 积极促进太阳能产业发展, 不但可以对能源结构调整起到积极作用, 还能满足社会的生态环保需求。因此, 加强太阳能光伏发电并网系统工程设计工作意义重大。由于光伏并网发电系统具有特殊性, 会对电网资源供应产生影响, 相关设计工作者务必全面了解光伏并网发电系统技术, 深入分析各种现象并提出要点措施, 为太阳能光伏发电系统的高效利用提供基础保障, 从而提高发现效率和整体质量, 推动我国电力事业发展并促进我国经济进步。
摘要：如今太阳能光伏发电技术的应用成了公认的绿色电网技术, 对节约电网投资、减少能耗、提升供电稳定性和灵活性有重要意义, 是新时期电力工业的主要发展趋势。为了促进我国光伏发电技术的提升, 光伏发电并网系统工程设计尤为关键。
关键词：太阳能,光伏发电并网系统,设计
参考文献
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