光伏系统( 二 ) _生活百科

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光伏逆变电源併网运行时本质上为电流源。如何有效控制输出电流以及在儘量减少对电网谐波污染的前提下，如何满足与电网电压同频同相是光伏电源併网运行的2 大难点和关键点而逆变器是併网系统的核心装置，逆变器控制和调製技术成为併网技术的关键。国内外纷纷开展光伏併网系统的研究，併网可看作与电网的并联，通过对可控逆变器的控制实现无冲击併网。本文针对光伏系统中的逆变器，分析了已有的基于电流跟蹤和电压跟蹤的 PWM 控制策略，并提出一种新型的具有功率跟蹤功能的电流控制策略。PWM 调製控制策略不仅可以对逆变器实现灵活可靠的控制，还可以减小谐波含量，从而提高逆变器输出电能质量。併网逆变器採用的电流控制是将逆变器输出作为电流源，它与电网的并联可看作电流源与电压源的并联工作。併网工作中只需控制逆变器的输出电流频率、相位跟蹤电网电压变化即可达到并联运行的目的。常用的电流跟蹤控制策略主要有瞬时值滞环控制方式三角波比较控制方式及无差拍控制方式。光伏发电如果光线照射在太阳能电池上并且光在界面层被吸收，具有足够能量的光子能够在P型硅和N型硅中将电子从共价键中激发，以致产生电子－空穴对。界面层附近的电子和空穴在複合之前，将通过空间电荷的电场作用被相互分离。电子向带正电的N区和空穴向带负电的P区运动。通过界面层的电荷分离，将在P区和N区之间产生一个向外的可测试的电压。此时可在硅片的两边加上电极并接入电压表。对晶体硅太阳能电池来说，开路电压的典型数值为0.5～0.6V 。通过光照在界面层产生的电子－空穴对越多，电流越大。界面层吸收的光能越多，界面层即电池面积越大，在太阳能电池中形成的电流也越大。原理太阳光照在半导体p-n结上，形成新的空穴-电子对，在p-n结电场的作用下，空穴由n区流向p区，电子由p区流向n区，接通电路后就形成电流。这就是光电效应太阳能电池的工作原理。一、光伏发电方式太阳能发电有两种方式，一种是光—热—电转换方式，另一种是光—电直接转换方式。（1）光—热—电转换方式通过利用太阳辐射产生的热能发电，一般是由太阳能集热器将所吸收的热能转换成工质的蒸气，再驱动汽轮机发电。前一个过程是光—热转换过程；后一个过程是热—电转换过程，与普通的火力发电一样.太阳能热发电的缺点是效率很低而成本很高，估计它的投资至少要比普通火电站贵5～10倍。（2）光—电直接转换方式该方式是利用光电效应，将太阳辐射能直接转换成电能，光—电转换的基本装置就是太阳能电池。太阳能电池是一种由于光生伏特效应而将太阳光能直接转化为电能的器件，是一个半导体光电二极体，当太阳光照到光电二极体上时，光电二极体就会把太阳的光能变成电能，产生电流。当许多个电池串联或并联起来就可以成为有比较大的输出功率的太阳能电池方阵了。太阳能电池是一种大有前途的新型电源，具有永久性、清洁性和灵活性三大优点.太阳能电池寿命长，只要太阳存在，太阳能电池就可以一次投资而长期使用；与火力发电、核能发电相比，太阳能电池不会引起环境污染。优缺点优点光伏系统被称为最理想的新能源。①无枯竭危险；②安全可靠，无噪声，无污染排放外，绝对乾净（无公害）；③不受资源分布地域的限制，可利用建筑屋面的优势；④无需消耗燃料和架设输电线路即可就地发电供电；⑤能源质量高；⑥使用者从感情上容易接受；⑦建设周期短，获取能源花费的时间短。缺点①照射的能量分布密度小，即要占用巨大面积；②获得的能源同四季、昼夜及阴晴等气象条件有关。利用太阳能来发电，设备成本高，却太阳能利用率较低，不能广泛套用，主要用在一些特殊环境下，如卫星等套用领域1.用户太阳能电源：（1）小型电源10-100W不等，用于边远无电地区如高原、海岛、牧区、边防哨所等军民生活用电，如照明、电视、收录机等；（2）3-5KW家庭屋顶併网发电系统；（3）光伏水泵：解决无电地区的深水井饮用、灌溉。2. 交通领域：如航标灯、交通/铁路信号灯、交通警示/标誌灯、宇翔路灯、高空障碍灯、高速公路/铁路无线电话亭、无人值守道班供电等。3. 通讯/通信领域：太阳能无人值守微波中继站、光缆维护站、广播/通讯/寻呼电源系统；农村载波电话光伏系统、小型通信机、士兵GPS供电等。4. 石油、海洋、气象领域：石油管道和水库闸门阴极保护太阳能电源系统、石油钻井平台生活及应急电源、海洋检测设备、气象/水文观测设备等。5.家庭灯具电源：如庭院灯、路灯、手提灯、野营灯、登山灯、垂钓灯、黑光灯、割胶灯、节能灯等。6.光伏电站：10KW-50MW独立光伏电站、风光（柴）互补电站、各种大型停车厂充电站等。7.太阳能建筑：将太阳能发电与建筑材料相结合，使得未来的大型建筑实现电力自给，是未来一大发展方向。8.其他领域包括：（1）与汽车配套：太阳能汽车/电动车、电池充电设备、汽车空调、换气扇、冷饮箱等；（2）太阳能制氢加燃料电池的再生髮电系统；（3）海水淡化设备供电；（4）卫星、太空飞行器、空间太阳能电站等。相关政策2013年11月26日国家能源局发布有效期为3年的《光伏发电运营监管暂行办法》，规定电网企业应当全额收购其电网覆盖範围内併网光伏电站项目和分散式光伏发电项目的上网电量，明确了能源主管部门及其派出机构对于光伏发电併网运营的各项监管责任，光伏发电项目运营主体和电网企业应当承担的责任，从而推进光伏发电併网有序进行。正文如下：第一章总则第一条为加强监管，切实保障光伏发电系统有效运行，最佳化能源供应方式，促进节能减排，根据《中华人民共和国可再生能源法》、《电力监管条例》等法律法规和国家有关规定，制定本办法。第二条本办法适用于併网光伏电站项目和分散式光伏发电项目。第三条国务院能源主管部门及其派出机构依照本办法对光伏发电项目的併网、运行、交易、信息披露等进行监管。任何单位和个人发现违反本办法和国家有关规定的行为,可以向国务院能源主管部门及其派出机构投诉和举报，国务院能源主管部门及其派出机构应依法处理。第四条光伏发电项目运营主体和电网企业应当遵守电力业务许可制度，依法开展光伏发电相关业务，并接受国务院能源主管部门及其派出机构的监管。第二章监管内容第五条国务院能源主管部门及其派出机构对光伏发电项目运营主体和电网企业电力许可制度执行情况实施监管。除按规定实施电力业务许可豁免的光伏发电项目外，其他併网光伏发电项目运营主体应当申领电力业务许可证。持证经营主体应当保持许可条件，许可事项或登记事项发生变化的，应当按规定办理变更手续。第六条国务院能源主管部门及其派出机构按照有关规定对光伏发电电能质量情况实施监管。光伏发电併网点的电能质量应符合国家标準，确保电网可靠运行。第七条国务院能源主管部门及其派出机构对光伏发电配套电网建设情况实施监管。接入公共电网的光伏发电项目，接入系统工程以及接入引起的公共电网改造部分由电网企业投资建设。接入用户侧的光伏发电项目，接入系统工程由项目运营主体投资建设，接入引起的公共电网改造部分由电网企业投资建设。第八条国务院能源主管部门及其派出机构对光伏发电併网服务情况实施监管。电网企业应当按照积极服务、简洁高效的原则，建立和完善光伏电站项目接网服务流程，并提供併网办理流程说明、相关政策解释、併网工作进度查询以及配合併网调试和验收等服务。电网企业应当为分散式光伏发电接入提供便利条件，在併网申请受理、接入系统方案制订、契约和协定签署、併网验收和併网调试全过程服务中，按照“一口对外”的原则，简化办理程式。电网企业对分散式光伏发电项目免收系统备用容量费和相关服务费用。第九条国务院能源主管部门及其派出机构对光伏发电併网环节的时限情况实施监管。光伏电站项目併网环节时限按照国家能源局有关规定执行。分散式光伏发电项目，电网企业自受理併网申请之日起25个工作日内向项目业主提供接入系统方案；自项目业主确认接入系统方案起5个工作日内，提供接入电网意见函，项目业主据此开展项目备案和工程设计等后续工作；自受理併网验收及併网调试申请起10个工作日内完成关口电能计量装置安装服务，并与项目业主按照要求籤署购售电契约和併网协定；自关口电能计量装置安装完成后10个工作日内组织併网验收及併网调试，向项目业主提供验收意见，调试通过后直接转入併网运行，验收标準按国家有关规定执行。若验收不合格，电网企业应向项目业主提出解决方案。第十条国务院能源主管部门及其派出机构对光伏发电项目购售电契约和併网协定签订、执行和备案情况实施监管。电网企业应与光伏电站项目运营主体签订购售电契约和併网调度协定，契约和协定签订应当符合国家有关规定，并在契约和协定签订10个工作日内向国务院能源主管部门派出机构备案。光伏电站购售电契约和併网调度协定範本，国务院能源主管部门将会同国家工商行政管理部门另行制定。电网企业应按照有关规定及时与分散式光伏发电项目运营主体签订併网协定和购售电契约。第十一条国务院能源主管部门及其派出机构对电力调度机构优先调度光伏发电的情况实施监管。电力调度机构应当按照国家有关可再生能源发电上网规定，编制发电调度计画并组织实施。电力调度机构除因不可抗力或者有危及电网安全稳定的情形外，不得限制光伏发电出力。本办法所称危及电网安全稳定的情形，应由国务院能源主管部门及其派出机构组织认定。光伏发电项目运营主体应当遵守发电厂併网运行管理有关规定，服从调度指挥、执行调度命令。第十二条国务院能源主管部门及其派出机构对电网企业收购光伏发电电量的情况实施监管。电网企业应当全额收购其电网覆盖範围内光伏发电项目的上网电量。因不可抗力或者有危及电网安全稳定的情形，未能全额收购的，电网企业应当及时将未能全额上网的时间、原因等信息书面告知光伏发电项目运营主体，并报国务院能源主管部门派出机构备案。第十三条国务院能源主管部门及其派出机构对光伏发电併网运行维护情况实施监管。併网光伏电站项目运营主体负责光伏电站场址内集电线路和升压站的运行、维护和管理，电网企业负责光伏电站配套电力送出工程和公共电网的运行、维护和管理。电网企业安排电网设备检修应儘量不影响併网光伏电站送出能力，并提前三个月书面通知併网光伏电站项目运营主体。分散式光伏发电项目运营主体可以在电网企业的指导下，负责光伏发电设备的运行、维护和项目管理。第十四条国务院能源主管部门及其派出机构按照有关规定对光伏发电电量和上网电量计量情况实施监管。光伏电站项目上网电量计量点原则上设定在产权分界点处，对项目上网电量进行计量。电网企业负责定期进行检测校表，装置配置和检测应满足国家和行业有关电量计量技术标準和规定。电网企业对分散式光伏发电项目应安装两套计量装置，对全部发电量、上网电量分别计量。第十五条国务院能源主管部门及其派出机构对光伏发电电费结算情况实施监管。光伏发电项目电费结算按照有关规定执行。以自然人为运营主体的，电网企业应儘量简化程式，提供便捷的结算服务。第十六条国务院能源主管部门及其派出机构对光伏发电补贴发放情况实施监管。电网企业应按照国家核定的补贴标準，及时、足额转付补贴资金。第三章监管措施第十七条国务院能源主管部门派出机构与省级能源主管部门应当加强光伏发电项目管理和监管信息共享，形成有机协作、分工负责的工作机制。第十八条电网企业应向所在地区的国务院能源主管部门派出机构按季度报送以下信息：1．光伏发电项目併网接入情况，包括接入电压等级、接入容量、併网接入时间等。2．光伏发电项目併网交易情况，包括发电量、自用电量、上网电量、网购电量等。3．光伏电站项目併网运行过程中遇到的重要问题等。併网光伏电站运营主体应根据产业监测和质量监督等相关规定，定期将运行信息上报，并对发生的事故及重要问题及时向所在省（市）的国务院能源主管部门派出机构报告。国务院能源主管部门及其派出机构根据履行监管职责的需要，可以要求光伏发电运营主体和电网企业报送与监管事项相关的其他档案、资料。第十九条国务院能源主管部门及其派出机构可採取下列措施进行现场检查：1．进入併网光伏电站和电网企业进行检查；2．询问光伏发电项目和调度机构工作人员，要求其对有关检查事项作出说明；3．查阅、複製与检查事项有关的档案、资料，对可能被转移、隐匿、损毁的档案、资料予以封存；4．对检查中发现的违法行为，有权当场予以纠正或者要求限期改正。第二十条光伏发电项目运营主体与电网企业就併网无法达成协定，影响电力交易正常进行的，国务院能源主管部门及其派出机构应当进行协调；经协调仍不能达成协定的，由国务院能源主管部门及其派出机构按照有关规定予以裁决。电网企业和光伏发电项目运营主体因履行契约等发生争议，可以向国务院能源主管部门及其派出机构申请调解。第二十一条国务院能源主管部门及其派出机构可以向社会公开全国光伏发电运营情况、电力企业对国家有关可再生能源政策、规定的执行情况等。第二十二条电网企业和光伏发电项目运营主体违反本办法规定，国务院能源主管部门及其派出机构可依照《中华人民共和国可再生能源法》和《电力监管条例》等追究其相关责任。电网企业未按照规定完成收购可再生能源电量，造成光伏发电项目运营主体经济损失的，应当按照《中华人民共和国可再生能源法》的规定承担赔偿责任。第四章附则第二十三条本办法由国家能源局负责解释，各派出机构可根据本地实际情况拟定监管实施细则。第二十四条本办法自发布之日起施行，有效期为3年。