(国网湖北省电力公司检修公司 湖北宜昌 443000)
摘要:光伏发电主要包括热发电、光伏发电。但是太阳能热发电技术还处于发展的阶段。光伏发电技术相对来说已经较为成熟、可靠、实用。在当今即将面临的能源危机的现实环境之下,如今光伏发电相关技术日趋走向成熟,要想实现光伏发电代替化石燃料发电,则必须实现大容量、大规模、远距离输送系统性的发电。但是在这个扩大容量的过程中将会面临诸多技术问题,其中并网运行仍然存在许多技术性上的问题。
关键词:光伏发电;并网;问题0 引言
随着现在大型新能源的开发利用,大力发展各种新型可再一能源,而太阳能发电是可再生能源的重要组成部分之一,是目前世界上最有前景的新能源技术。各国投入了大量的金钱来开发,并积极推进和大力开发。各种各样的税收减免和补贴,为光伏市场的发展提供了强大的基础。光伏发电将逐步从边远地区向大电网挺进,在未来代替其他形式能源发电。但是太阳能光伏发电对其技术和设备性能要求很高。光伏发电作为大规模利用太阳能的主要形式,提高太阳能的转换效率、减低设备的成本是未来的趋势。
其中光伏电池板现阶段的使用寿命能够达到25-30年之久。要使光伏发电成为战略性资源,就必须构建大规模的光伏发电系统。光伏发电的未来趋势会是大容量发展。但是,对于技术上要求会提高。就像在一个系统中逆变器的并联、功率的控制、功率的调节等技术方面如何实现。如何高效率、高要求、高质量的保证光伏系统为大电网提供源源不断的电能。大容量的规划要求电网的操作应该充分的考虑随机波动的光伏电站出现的技术问题。只有从技术上解决的才能够有效的扩大系统的容量。
1 光伏发电问题
目前,建设大型光伏并网发电站是大规模集中利用太阳能更加有效的方式。大型光伏发电系统的优势在于能够将不同地区的光伏阵列发出的有效能量更加集中、更多的搜集和汇集,通过集中的逆变系统、管理系统、控制系统并入到大电网,有效的提高系统的容量。可以在恰当的条件下充分利用太阳能的时间分布性质和储能技术,并能够起到削峰、补偿电网无功功率等达到电网要求的功能。就目前的研究现状表明,很多国内外的学者研究成果显示:大型光伏电站本身存在的技术问题,比如光伏阵列固有温度、热斑效应等会导致系统的输出减小。系统的输出还会随机的波动,不稳定。谐波、突变等不同层次的问题都会出现,同时也都会影响系统的稳定性。因此,在大容量的系统中,面临着更加严峻的技术挑战。因此,展开大容量光伏发电并网系统的相关研究是必要的。
2 光伏发电基本原理及模型
光伏发电并网系统主要作用就是将太阳能光伏电池输出的直流变换成符合电网要求的同频率、同相位、同幅值的三相交流电,然后并入电网提供给用户使用。在全部的光伏发电系统中通常都包括电池板、蓄电池、逆变器和控制器等组件。一般将光伏系统分并网、混合、独立三个类型。
不连接公用大电网叫做独立型。这一类的系统通常都带有蓄电池。系统的负荷为直流,主要由控制器、电池板、储能装置构成。又叫做离网系统,若给交流负载供电,还需配置逆变器再供电。
并网型是将电能一部分提供给负载,另外一部分输送至电网。输送到电网中的这部分电能可以通过高压直流输电技术输入到更远的地方为负载供电。并网型系统相对离网型系统具有自身优势:
1)没有蓄电池,降低成本,不会因蓄电池的废弃物而污染环境;
2)减少了蓄电池环节的能量损耗,提高了系统能量利用率;
3)可以保持发电系统在最大功率点,全部输送给电网,提高发电效率;
混合式光伏发电系统是在部分系统中加上了预备的发电机组,这种系统可以在系统发电缺乏时开启备用的发电机组发电来填补光伏系统发电的不足。它在系统中添加了预备发电机,白天的时候可以利用光伏发电系统为负载和电网供电,并且将多余的电能储存起来。晚上等待蓄电池的电能耗尽的时候,启动备用发电机组,给负载和电网供电。这样可以灵活便捷的不间断为系统供电,即节约能源又充分利用能源。
3 逆变器运行机制
逆变器并联运行,输出的是交流电,彼此之间的并联运行困难度大于值流电源的并联,是由于,只要各逆变电源输出电压幅值、相位不一致,就会在逆变器之间产生环流,影响电能质量。为了保证逆变器并联之后的系统正常运行,一定要使得输出电压的幅值和相位都一致。由于频率差可以引起相位差,所以要相位完全一致,则频率必须相同,故要实现两台逆变器的并联运行,则必须保证它们的输出电压的频率、幅值和相位满足下式:
此外,当输出阻抗越大时,无功环流和有功环流都越小,因此输出阻抗能起到有效的抑制环流的作用。
参考文献:
[1]赵为,太阳能光伏并网发电系统的研究[D].合肥:合肥工业大学,2003.
[2]吴忠军,刘国海,廖志波.硅太阳电池工程用数学模型参数的优化设计[J].电源技术,2007,31(11):897-901.
[3]刘飞,段善旭,查晓明.基于LCL滤波器的并网逆变器双环控制设计[J].中国电机工程学报,2009,29(增刊):234-240.
[4]焦阳,宋强,刘文华.光伏电池实用仿真模型及光伏发电系统仿真[J].电网技术,2010,34(11):198-202.
[5]王琴,姜丰,钟清瑶.光伏电池建模及其输出特性仿真[J].低压电器,2011:10-12.
论文作者:彭莉,潘攀
论文发表刊物:《电力设备》2017年第6期
论文发表时间:2017/6/13
标签:光伏论文; 系统论文; 电网论文; 逆变器论文; 技术论文; 太阳能论文; 电能论文; 《电力设备》2017年第6期论文;