併网光伏发电系统

文章插图
併网光伏发电系统【併网光伏发电系统】併网光伏发电系统可以将太阳能电池阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电，并实现与电网连线并向电网输送电能。这种发电系统的灵活性在于，在日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能电池阵列不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电。
基本介绍中文名：併网光伏发电系统
外文名：grid-connected PV system
形式：光伏与建筑相结合等
特点：灵活、环保
系统组成：DC/DC变换器、DC/AC逆变器等
套用场合：城市併网光伏电站等
结构与公共电网相连线的太阳能光伏发电系统称为併网光伏发电系统，其结构如下图1所示，该系统包括太阳能电池阵列、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、交流负载、变压器等部件。併网光伏发电系统可以将太阳能电池阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电，并实现与电网连线并向电网输送电能。这种发电系统的灵活性在于，在日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能电池阵列不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电。过去，由于太阳能电池的成本居高不下，光伏发电大多只是套用在一些专用的独立运行的系统中，如航天、边防海岛或是边远地区的示範工程等。随着新型光伏材料的出现，产品价格的不断下降，转换效率得到不断提高，先进的电力电子器件、微处理器的推出以及先进的控制策略的套用，都使得光伏併网技术的研究和大量推广日益成为可能，光伏利用也逐步向城市併网光伏电站、小区光伏建筑集成及小功率户用光伏併网系统的方向发展。

文章插图
图1 併网光伏发电系统结构形式光伏与建筑相结合的形式光伏与建筑相结合的初始形式是在建筑物的屋顶或阳台上安装一般的太阳能电池阵列，并为其配备蓄电池进行独立供电，或通过逆变控制器和变压器输出端与公共电网并联，使电网和光伏方阵共同向建筑物供电。光伏与建筑相结合进一步的形式是使光伏组件与建筑材料融为一体，并採用特殊的材料和工艺手段，将光伏组件做成屋顶、外墙、窗户等部件。这样光伏组件既能直接作为建筑材料使用又能发电，进一步降低了发电成本。光伏发电系统和建筑相结合套用时，通常採用併网发电的形式，这类系统与独立光伏发电系统相比，具有以下五大突出的优点：（1）在阴雨天或晚间，由电网给负载供电，这样，系统不必配备储能装置，既可以降低系统造价，又免除了维护和更换蓄电池的麻烦，还增加了供电的可靠性；（2）在有日照时所发出的电能，既可供给建筑物内负载使用，如果有多余还可反馈给电网；（3）在併网光伏发电系统中，不受蓄电池荷电状态的限制，可以随时向电网存取电能；（4）在设计太阳电池方阵倾角时，可以取全年能收到最大太阳辐射量对应的角度，最大限度地发挥太阳电池方阵的发电能力；（5）夏天的太阳辐射强度大，太阳电池阵列所发的电能相对较多，而夏季也是用电的高峰期，空调等製冷设备的利用率高，耗电量大，这正好能起到为电网调峰的作用。保护为了保证光伏发电系统可靠安全地运行，系统中需要接入保护装置。该装置要做到一旦检测到异常就迅速做出动作从而保护系统的安全。为此，该保护装置应具有如下功能：功率器件驱动欠压保护、功率器件过流保护及速断保护、功率器件过热保护、光伏电池阵列输出欠压保护、电网电压过压和欠压保护等。保护装置要保证光伏逆变系统发生异常时，不会对所并联的电网产生较大的不良影响，反过来也要保证并联电网发生故障时，电网同样不对光伏发电系统产生损坏。孤岛问题孤岛效应是指当光伏发电系统所并的电网因故障、事故或停电维修跳闸时，用户端的光伏併网发电系统未能及时检测出电网的停电状态，没有迅速将光伏发电系统切离所并联电网，从而形成了由光伏发电系统和周围的负载形成的自给供电孤岛。孤岛现象发生时电网的运行方式如下图2所示。