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可用于银行移动营业亭的光伏移动电源设计

发表时间：2021/3/26 来源：《电力设备》2020年第32期作者：张丽霞陈琪

[导读] 摘要：配网末端临时增加较大的感性负荷时，可能造成负荷供电电压下降的问题。

        （江苏银服智能装备有限公司江苏南通 226001）
        摘要：配网末端临时增加较大的感性负荷时，可能造成负荷供电电压下降的问题。论文设计了利用太阳能供电的移动电源，该电源由太阳能电池板，蓄电池组，开关电源和控制电路组成。可以通过四象限整流器对电网进行有功和无功输出的控制。该移动电源在有大容量感性负载或波动性负荷时可以为电网提供有力的电压支撑。
        关键词：电力设备；移动电源；恒压控制；营业亭
        随着我国工业经济的发展，用电负荷率逐年降低。波动性负荷和大容量的感性负载影响电网电压，降低电能质量。在电压稳定性较低的配网末端，有时会增加临时的大容量负荷，如在旷野操作的钻机或银行的移动营业亭等。目前，高效、绿色、环保等因素让太阳能移动式电源具有出色的性能优势，代表着以后电源领域的一种新的发展方向。
        1.移动电源在特殊场合的重要性
        公安部《GA38-2015银行营业场所安全防范要求》等最新国家强制标准的出台，使银行在网点升级改造过程中，必须考虑到新标准对升级改造带来的验收影响。可移动营业亭可以很好地解决银行临时网点的问题，但是电源电压稳定性成为影响营业厅安全工作的重要因素。
        一般可移动银行营业亭设置在原址附近，由双回路供电。但是根据一级负荷的供电要求，需要设置两个以上的独立电源。但是一般银行营业厅多设置在生活区，增加引线非常困难。可移动式营业亭会配置英威腾和华为HRll03L和华为UPS2000系列不间断电源，但是这些电源也需要强有力的电源支撑。此外，在炎热的夏季，营业亭收到日晒的影响，对空调的需求量非常大。空调启动功率大，对电压稳定性提出了更高的要求。此类特殊负载需要配置多种独立的不间断电源，满足正常供电的需要。
        2.太阳能可移动电源的工作原理
        比较可移动式发电机，太阳能可移动电源有投资少，重量轻，可快速同步的优点。如下图所示，移动电源主要由太阳能电池板，蓄电池组，双向整流器，滤波电路和控制回路组成（见图1）。

                                                      图1太阳能可移动电源工作原理图
        太阳能将光能转为直流电，经过最大功率跟踪电路取得最大功率并将能量存在蓄电池组中。因为蓄电池是恒压元件，它可以为双向PWM整流器提供可靠的直流电压。该电路同时与供电系统的直流母线互联，鉴于篇幅图中并未画出。双向PWM整流器是整个系统的能量转换的关键部分，它将直流母线的电压经PWM控制后逆变成220V的交流电压。电压的精度由双闭环控制的数字控制系统决定。因为目前IGBT开关频率可以做到很高，所以输出的波形经过简单的滤波即可达到稳压电源的要求（即电压偏差小于1%）。
        3.提高太阳能可移动电源效率的方法
        （1）因为太阳能电池容量的限制，设计时尽量做到逆变器容量和可移动移动营业亭次要负荷如（空调系统）的匹配以最大限度的利用太阳能电池阵列产生的电能。（2）采用直流系统或并网系统。后续可移动营业亭会陆续尝试采用直流电源供电的空调，避免逆变环节的能量损失。（3）采用新材料节能。如逆变单元采用碳化硅开关，或者营业亭顶部采用反光材料削弱太阳辐射带来的温升效应等。
        4.总结
        随着光伏发电的成本逐渐下降，直流负载的日益增多，直流供电技术也在飞速发展。光伏移动电源可以完全利用现有的成熟技术，具有安装简单、性能可靠的优点。一般情况下，系统用电高峰期之一是中午。而这正是太阳能发电量最高的时段。光伏移动电源的大规模利用在缓解电网高峰时刻压力、节能减排方面都有重要意义。
        参考文献：
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        [3]刘利成.光伏太阳能系统在变电站直流系统中的应用[J]电力设备，2008,9(2)：39-40.
        [4]张雪芬,范凌云等.光储空调直流化关键技术研究及应用[J].信息技术与标准化，2020,9(1):74-77.
        【作者简介】张丽霞（1978.04-），女，汉族，山东潍坊市人，博士研究生学历，江苏银服智能设备有限公司工程师，主要研究方向：太阳能稳压电源。