離網(wǎng)和并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)及應(yīng)用

        并網(wǎng)就是必須連接到公共電網(wǎng),就是太陽能發(fā)電、家庭電網(wǎng)、公共電網(wǎng)聯(lián)系在一起了,這是必須依賴現(xiàn)有電網(wǎng)才能運(yùn)行的發(fā)電系統(tǒng)。主要由太陽能電池板和逆變器組成,太陽能電池板發(fā)出直接經(jīng)逆變器轉(zhuǎn)換成220V交流電并給家用電器供電,當(dāng)太陽能的發(fā)電量超過家用電器使用的電量時(shí),多余的電就輸送到了公共電網(wǎng);而當(dāng)太陽能的發(fā)電量不能滿足家用電器使用時(shí),就自動(dòng)從電網(wǎng)中補(bǔ)充。而這整個(gè)過程都是智能控制的,不需要人工操作。由于這種光伏發(fā)電系統(tǒng)不需要使用蓄電池,也就大大節(jié)省了成本。如果想節(jié)省電費(fèi)開支且電力供應(yīng)方便的話,就選擇并網(wǎng)太陽能發(fā)電系統(tǒng),這也是目前主流的方式。并網(wǎng)也有其缺點(diǎn),就是當(dāng)公共電網(wǎng)斷電時(shí),光伏發(fā)電也不能運(yùn)行。但是如果把其中的并網(wǎng)逆變器換成智能微網(wǎng)逆變器,電站就可以正常運(yùn)轉(zhuǎn)。那么,離網(wǎng)光伏發(fā)電站也被叫做獨(dú)立光伏發(fā)電站,是不依賴電網(wǎng)而獨(dú)立運(yùn)行的發(fā)電系統(tǒng),主要由太陽能電池板、儲(chǔ)能蓄電池、充放電控制器、逆變器等部件組成。太陽能電池板發(fā)出的電直接流入蓄電池并儲(chǔ)存起來,需要給電器供電時(shí),蓄電池里的直流電流經(jīng)逆變器并轉(zhuǎn)換成220V的交流電,這是一個(gè)重復(fù)循環(huán)的充放電過程。這種發(fā)電系統(tǒng)由于不受地域的限制,使用很廣泛,只要有陽光照射的地方就可以安裝使用,因此非常適合于偏遠(yuǎn)無電網(wǎng)地區(qū)、孤島、漁船、戶外養(yǎng)殖基地等,也可以做為經(jīng)常停電地區(qū)的應(yīng)急發(fā)電設(shè)備。1990年,德國是第一個(gè)提出和實(shí)施“1000屋頂方案”的國家,該方案規(guī)定安裝主要與家庭屋頂發(fā)電系統(tǒng)相連的光伏系統(tǒng),由于該優(yōu)惠政策力度大,得到了市民強(qiáng)烈追捧,項(xiàng)目結(jié)束時(shí),共安裝系統(tǒng)2056套,國內(nèi)戶用光伏起步較晚,2012年12月,青島夾嶺溝分布式光伏電源成功接入青島電網(wǎng),標(biāo)志著我國居民首次實(shí)現(xiàn)分布式光伏電源聯(lián)網(wǎng)。在國內(nèi),長期以來集中電站都是光伏裝機(jī)的主力,戶用光伏占比相對(duì)較小。分布式發(fā)電作為一種經(jīng)濟(jì)高效的發(fā)電技術(shù),不僅可以補(bǔ)充電力供應(yīng),對(duì)能源危機(jī)進(jìn)行緩解,還可以調(diào)節(jié)電網(wǎng)的峰谷負(fù)荷差,提高電源的可靠性和靈活性,因此在發(fā)電領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng),不依賴電網(wǎng)而獨(dú)立運(yùn)行,一般應(yīng)用于偏僻山區(qū)、無電區(qū)、海島、通訊基站和路燈等。系統(tǒng)一般由光伏組件、太陽能控制器、逆變器、蓄電池、負(fù)載等構(gòu)成。離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在有光照的情況下將太陽能轉(zhuǎn)換為電能,通過太陽能控制逆變一體機(jī)給負(fù)載供電,同時(shí)給蓄電池充電;在無光照時(shí),由蓄電池通過逆變器給交流負(fù)載供電,針對(duì)無電網(wǎng)地區(qū)或經(jīng)常停電地區(qū),實(shí)用性很強(qiáng)。光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)一般分為小型DC系統(tǒng)、中小型離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)和大型離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。DC系統(tǒng)主要解決無電區(qū)最基本的照明需求;中小型離網(wǎng)系統(tǒng)主要解決家庭、學(xué)校、小工廠的用電需求;大型離網(wǎng)系統(tǒng)主要解決整個(gè)村莊和島嶼的用電需求,現(xiàn)在也是微網(wǎng)系統(tǒng)的范疇。光伏離網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)一般由光伏陣列、太陽能控制器、變頻器、電池組、負(fù)載等組成。光伏方陣將太陽能轉(zhuǎn)化為電能,通過太陽能控制器、逆變器(或逆變器一體機(jī))向負(fù)載和電池組充電,通過逆變器向交流負(fù)載供電。光伏并網(wǎng)逆變器是整個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)中的重要構(gòu)成,通過逆變器,直流電被轉(zhuǎn)換為交流電,太陽能才有可能被轉(zhuǎn)換為電能,并被用戶使用。在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中,光伏逆變器發(fā)揮著不可忽視的重要作用,因此光伏逆變器對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的發(fā)電質(zhì)量、發(fā)電效率也影響最大。如果光伏逆變器性能質(zhì)量不過關(guān)或存在運(yùn)行故障,那么光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)就無法安全穩(wěn)定運(yùn)行。微網(wǎng)是針對(duì)光伏等分布式能源發(fā)電的一些局限所提出的全新概念。所謂微網(wǎng),就是指有效組合各類儲(chǔ)能設(shè)備、就地負(fù)荷及分布式電源,使其形成一個(gè)能夠統(tǒng)一協(xié)調(diào)控制與管理的小規(guī)模電網(wǎng),從而為包括光伏在內(nèi)的分布式能源發(fā)電技術(shù)在配電網(wǎng)中的大規(guī)模應(yīng)用提供保障。微網(wǎng)并入配電網(wǎng)需要有接口,在當(dāng)前的技術(shù)條件下,支持微網(wǎng)并入供電網(wǎng)的接口有電力電子接口、異步發(fā)電機(jī)接口、同步發(fā)電機(jī)接口三類。微網(wǎng)通過這些接口可將光伏及其他分布式能源發(fā)的電能并入配電網(wǎng),實(shí)現(xiàn)與配電網(wǎng)的互聯(lián)。微網(wǎng)并入配電網(wǎng)的優(yōu)勢(shì):首先,主要體現(xiàn)在并入配電網(wǎng)后光伏及其他分布式能源發(fā)電技術(shù)就有了支撐,并在配電網(wǎng)中正常穩(wěn)定發(fā)揮作用。其次,微網(wǎng)并入與光伏及其他分布式能源發(fā)電的應(yīng)用,會(huì)在一定程度上減輕電網(wǎng)削峰填谷壓力,增強(qiáng)系統(tǒng)發(fā)電能力與發(fā)電效益。


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