胡瑞卿
广东永明建设发展有限公司 广东东莞 523000
摘要:我国经济发展迅速,使得电力需求不断上升,然而伴随着能源紧缺、环境污染严重等现状,使用清洁能源发电属于今后的重点研究对象。分布式光伏发电系统通过利用太阳能,能够节约资源、保护环境,所以光伏产业具有蓬勃的发展。为解决集中式供电方式,在面向大机组模式以及大电网的模式发展进程当中有系统不稳定的问题、且局部在产生事故之后非常容易扩散,停电的面积非常大等情况。基于此,本文详细分析了分布式光伏并网发电系统的发展应用。
关键词:分布式光伏并网;发电系统;发展应用
引言
国家对于节能减排给予了高度重视,所以正在全力建设绿色电网。其中,分布式光伏发电便是其中的一种。将并网流程简化,为分布式光伏并网发电奠定基础。例如:在变电站的电源当中,对于分布式光伏并网发电系统的应用,会产生占用电微网系统,形成全新的变电站辅助设备,有益于电能的节约,使变电站更加安全且高效。
1光伏发电系统概述
光伏发电是利用半导体材料的光生伏特效应原理直接将太阳辐射能转换为电能的技术。所谓光生伏特效应,简言之,就是当物体受到光照时,物体内的电荷分布状态发生变化而产生电动势和电流的一种效应。在各种新能源利用中,光伏发电是非常普遍和极其重要的一种发电方式。这是因为光伏发电除了像其他分布式发电一样能够节省投资、降低能耗、提高电力系统可靠性和灵活性以外,还具有以下独特的优点。(1)资源充足,可再生。(2)资源分布广泛,很多地区常年有充足的太阳能资源。(3)清洁环保,噪声污染也很小。(4)不容易损坏,运行维护简单,运行费用低,使用寿命长。(5)在建筑多土地资源不足的地方,可以有效利用建筑物屋顶和幕墙,无需占用土地资源。而且各种彩色光伏组件可取代和节约玻璃幕墙等外饰材料。所以,尽管光伏发电有着能量分散、间歇性大、地域性强、转换效率低和成本高等缺点,但是世界各国仍然踊跃制定相关政策鼓励光伏产业的发展。光伏发电有离网和并网两种运行方式。所谓离网运行是指负荷由光伏发电系统单独供电的运行方式。并网运行是指光伏发电系统接入配电网,与原有公用电网一起向负荷供电的运行方式。过去,由于太阳能电池的生产成本居高不下,光伏发电大多只工作在离网运行方式,用于为居住分散、使用化石燃料成本高、送电难度大的地区提供一种经济的发电方式。离网型光伏发电系统常与其他分布式发电系统组成混合供电系统,如风-光混合系统、风-光-油混合系统等。近年来,并网光伏系统的年安装容量已占到世界太阳能电池年产量的70%以上。而且,与离网光伏系统相比可以省掉蓄电池,使建设投资减少25%—30%,从而使发电成本大为降低。同时还可以提高系统的平均无故障时间及避免蓄电池的二次污染。因此,并网光伏系统是光伏发电进入大规模商业化应用的必由之路[1]。
2分布式发电系统的优势分析
分布式发电的实现,是基于以往使用的集中式供电方式实现的集中式供电方式,在面向大机组模式以及大电网的模式发展进程中,出现了系统不稳定的问题。局部在产生事故之后非常容易扩散,以至于停电的面积非常大,尤其是构建的电力系统十分庞大时,便会提高事故出现的概率。(1)在分布式发电系统当中,每个电站都是彼此独立的,用户可以自己做好控制,所以不会有大规模停电的情况发生。(2)该系统可以监控区域当中的电力性质以及相关质量,实现原地发电原地应用的目标,输电和配电没有较高的损耗,不需要对配电站进行建立,可以对附加的输配电成本降低,甚至规避成本。此外,并没有较高的土建成本和安装成本,无论是在农村区域还是在山区,都非常合适,可以提供正常的电力能源。(3)该系统可以对大型集会以及庆典当中需要使用的移动分散式发电车供电需求给予满足。(4)该系统还可以满足高峰电力需求。在白天高峰用电时进行供电,且有理想的调峰性能能,够对电网功率因素加以改善,使电力系统具备非常强的灵活性。(5)该系统无论是启动还是停止,都非常快速,可实现全自动化运行。
所以,将大电网结合分布式发电,是电力行业未来发展的重要趋势,分布式发电一定要紧密结合互联网技术,使之后的建筑物形成发电主体,进而对建筑用电问题进行解决,可以改变电力的输送方式,也会对战略性新兴产业发展起到了一定的推进作用[2]。
3分布式光伏并网发电系统总体设计
光伏发电并网采用的发电方法是利用太阳能电池阵列产生的直流电,借助逆变器,使其成为交流电,进而在电网中输送,并不需要蓄电池对电能加以储存。从综合角度来说,光伏并网发电在成本上更为便宜,且没有任何污染产生。该系统借助并网逆变器,会设置自己的自动相位和电压跟踪设备,进而对电网当中的微小相位以及电压波动积极配合,所以并不会对电网产生较大的影响。依照光伏系统是否可以利用供电局的变压器输电给高压电网,可以将并网发电分为两种不同的形式:①可逆流并网;②不可逆流并网。依照不同的并网接入点或应用户低压侧并网,通过升压便后可实现高压接入并网。第一种可满足自己用电需求;第二种可以将电能贩卖。在光伏发电系统内部会设置非常多的部件,例如:光伏太阳能模拟板、DC-AC变换电路、驱动电路等,最核心的部分便是全桥式逆变电路。控制部分对于电压的稳定输出需要利用闭环反馈法,借助增量导纳的形式,对SPWM波开展逐步调节。其中,调制比可以控制MPPT,利用频率跟踪和沿触发同步跟踪法,能够将频率跟踪功能实现,也可完成相位跟踪功能[3]。
4分布式光伏并网发电系统的应用发展
4.1应用起步
2014年5月7日,笔者参与建设的光伏发电项目中,随着工作人员合上双向智能电能计量装置开关,电能表开始记录光伏发电系统总发电能量和并网输出电能量,项目正式运营。该项目已与国网谷城供电公司签订有分布式光伏发电项目发用电合同,襄阳首个家庭光伏发电用户诞生。该光伏发电系统包括逆变器、汇流箱及17块太阳能电池板,装机容量为5kW,花费仅4万多元,由2人用2天时间安装完毕。该发电系统的投运,更在襄阳地区引发了建设家庭分布式光伏并网发电系统的浪潮。实际上,从投资回报角度看,光伏发电设备更适合商用,而且对城市居民而言,很难找到合适的地方安装太阳能电池板[4]。
4.2电站接入系统的有关要求
对于光伏电站逆变器的设置,需具备的功能有:①能够保护输入欠压;②可以开展过压保护;③开展过电流保护;④保护输出短路;⑤防雷保护;⑥过温保护;⑦具备防孤岛保护[5]。
结语
总之,分布式发电的实现,是基于以往使用的集中式供电方式实现的集中式供电方式,在面向大机组模式以及大电网的模式发展进程中,出现了系统不稳定的问题。此外,集中式供电方式并不能对负荷变化不足问题有效跟踪,所以需要转变方式。现在,对于分布式发电系统配合集中供电系统的应用,可以对很多问题有效解决。
参考文献
[1]房丽硕,吕建,霍雨霞.屋顶分布式光伏并网发电系统的运行特性研究[J].天津城建大学学报,2019,25(04):284-289.
[2]陈金波,薛峰.分布式并网光伏发电站系统应用与技术分析[J].科技创新与应用,2019(20):148-149.
[3]杨国超. 分布式光伏并网系统孤岛效应分析及检测方法研究[D].兰州交通大学,2019.
[4]谭笑,旷灵毓.分布式光伏发电并网系统的电能质量问题研究[J].数码世界,2019(04):86-87.
[5]落文斌. 双级式光伏并网发电系统的研究与应用[D].东北石油大学,2018.