摘要:近几年,随着新能源事业的发展,太阳能光伏发电并网技术,发展速度非常快,充分利用太阳能的可再生性,完善光伏发电并网结构,体现太阳能在电力事业上的优势和实践价值。
关键词:太阳能;光伏发电;并网技术;应用
1太阳能光伏发电并网技术的概述
太阳能光伏发电是太阳能光伏发电并网的主要内容之一。太阳能光伏发电主要采用高纯度硅材料制成的太阳能电池板,白天吸收太阳辐射,光电子在硅材料表面接收到光能后会被激活,形成电流后储存在电池。太阳能光伏发电和电网技术在远离公共电网地区,在供电中起着非常重要的作用。目前,由于技术和理念的局限性,太阳能光伏发电的使用相对较少。在并网方面,还应关注并网光伏发电系统在电能质量、功率、孤岛保护、电压保护等方面的具体要求,实际应用中需要引起高度的重视。
2太阳能的基本特性特征
2.1地理特性
与风能相比,太阳能具有多种优点,它有足够的能力将发电占地面积缩小。这就无疑显示出太阳能发电的优势,方便了发电工作人员工作和减少设备的投入。
2.2时间特性
太阳能发电时间上与负荷相吻合,这样减少了发电机的有关需求,同时进一步减轻对环境的污染。光照强烈的区域,太阳能可提前一个小时或一天预测,而且都是很准确的,因此,能帮助工作人员有效缓解了由于其他自然因素所导致的问题,帮助工作人员做出精确的判断。
3太阳能光伏发电并网技术的应用组成
3.1子系统
太阳能光伏发电系统的各个子系统都是相对独立的,都是由光伏子系统、直流监测配电系统及并网逆变器系统等构成,将各个子系统的进行有机结合后,再进行380V三相交流电接至升压变,最后进入供电网络。
3.2主设备
太阳能光伏发电并网的主设备,是实现系统运行的关键。本文以并网逆变器为例,分析主设备在太阳能光伏发电并网技术中的运用。网逆变器为系统的核心,选择并网逆变器时,不能仅选择容量大的设备,而是要结合太阳能光伏发电并网系统的实际情况,保障并网与并网逆变器的匹配性,这样才能提高并网逆变器的工作效率。在并网逆变器工作时,还要提供直流配电监测,用于维护并网逆变器的安全度,同时并网逆变器连接到太阳能光伏电池组件,而且逆变器能够分散光伏发电并网系统,以独立的形式存在,维护光伏发电并网系统的可靠性。
3.3升压系统
光伏发电并网技术,通过太阳能转化的交流电,额定电压是380V,经过升压系统处理后,才能并入到电网内。升压系统是光伏发电并网的重要组成,其在应用的过程中,要配置升压变压器,按照光伏发电并网系统的实际发电量,选择可用的升压变压器,例如箱型干式变压器,确保升压系统的稳定性。在光伏发电并网技术中,升压变电站为两层结构,上层是逆变室,监控逆变器的安全运行,下层是配电室,为升压系统提供电能支持,升压变电站中,科学的配置高、低压进线柜,引入计算机监控系统,实时监督升压变电站的工作情况,升压变电站的监控,与逆变室监测同步,维护太阳能光伏发电并网技术的工作效率。
3.4保护措施
由于受到高温因素的影响,太阳能光伏发电并网技术运行过程中,存在着跳闸的风险,尤其是高、低压开关柜,遇到过电流和过电压时,就会出现调整,可见,在太阳能光伏并网发电系统内,安装自动化的保护装置,监控并网系统的具体情况,预防组件破坏。例如并网逆变器的自动保护方面,并网系统中,有负载、孤岛等问题时,并网逆变器会在保护装置的作用下,实现自动化的脱离,保护了光伏发电并网系统的安全性。
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3.5防雷系统
通常情况下,升压变电站处于室内,因此为了使光伏电池组和升压变电站的相关建筑设施在遭受直击雷和感应雷时得到相应的保护,在光伏电池组件支架和升压变电站的非导电体的顶部安装环形避雷带进行防雷保护。为了确保相关人员的生命安全,所有的电气设备都需要安装接地装置,电气设备的外壳需要进行接地保护。
4太阳能光伏发电并网技术系统的应用分析
4.1选择逆变器升压变压器的方案
合理的逆变器配置方案和合理的电气一次主接线对于提高太阳能光伏系统发电效率,减少运行损耗,降低光伏并网电厂运营费用以及缩短电厂建设周期和经济成本的回收期具有重要的意义,合理的电气一次主接线可以简化保护配置、减少线路损耗、提高运行可靠性。与此同时,合理的配置方案和合理的电气一次主接线对于我国大规模的光伏并网电厂建设具有一定的示范意义。
方案一:例如,由于厂区面积大,采用各建筑就近单独设置逆变区(逆变器均带隔离变),汇总后,再进行二次升压至10kV。
方案二:采用各建筑就近单独设置逆变区(逆变器均不带隔离变),汇总后,再进行升压至10kV。
两种方案的比较:方案一逆变器带隔离变,经升压后汇总,再进行二次升压,减少了汇总过程的线损,但是整个系统经过了两次升压过程,多了一次变压损耗,而且增加了隔离变的投资。方案二逆变器不带隔离变,直接汇总后升压,多了一定的线损,少了一次变压损耗,而且减少了隔离变的投资。
4.2系统主要方案
拟利用工厂厂区的建筑屋面上沿屋面敷设光伏组件,通过对太阳能的综合利用,实现太阳能光伏发电应用,采用多晶硅组件和并网式逆变器,建设总容量为30MWp以上规模光伏发电系统。采用分块发电、集中逆变,集中升压并网方案,每个光伏并网发电单元的电池组件采用串并联的方式组成多个太阳能电池阵列。太阳能电池阵列输入光伏方阵初级防雷汇流箱、直流配电柜后,通过光伏并网逆变器逆变输出低压交流电,通过10kV升压变升压后并入电网。根据不同建筑屋面大小布置电池组件,直流汇流箱采用10进1出,然后接入直流配电柜和逆变器。采用光伏发电设备集中控制方式,在集中控制室实现对光伏设备及电气设备的集中控制和数据检测。光伏电站内配置电流速断/过流保护。在集中控制室屋顶安装一套太阳能发电环境监测系统,主要监测的参数有风速、风向、环境温度、太阳能电池温度、太阳总辐射等。
5太阳能光伏发电并网技术应用的展望
太阳能光伏发电并网技术是目前正在进行研究和推广的一种潜力巨大的新型技术,就目前而言推广还不十分广泛,而且受到地域和环境限制,在某些区域应用效果良好,但是还不完全适应供电系统。目前,对于太阳能光伏发电并网技术的应用重点在于提供充足稳定的太阳能量,以及提高太阳能电池板的能量转化率。随着人工太阳能以及新型材料的不断研发,太阳能光伏发电并网技术的前景良好。通过对太阳能光伏发电并网系统相关设备的研究及改进,进一步优化并推广该技术的应用,从而提高能源利用率,为生产生活提供更为清洁、高效、稳定的能源供给,具有十分重要的现实意义。
6结语
世界范围内积极鼓励新能源的探索和研发,太阳能作为其中重要的核心部分,自然是需要投入更多的时间,精力和财力方面的东西,把太阳能所占的比例提升到了某一个程度,刺激了其正常的发展水平,也是能源的使用率和利用率不断提高,因此,重视对其相关技术的研究具有十分重要的意义。
参考文献
[1]毕竟.光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望[J].山东工业技术,2018,(16).
[2]赫明亮.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].电子技术与软件工程2015(01).
[3]麦振强.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].科技风,2017,(12):185.
[4]袁野,韩延龙,陈国强.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].科技经济导刊,2017,12(14).
[5]郭佳佳,呼和,郭继旺.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].科技风,2016,21(02).
论文作者:王佳慧
论文发表刊物:《基层建设》2019年第15期
论文发表时间:2019/8/6
标签:光伏论文; 太阳能论文; 逆变器论文; 系统论文; 技术论文; 变电站论文; 方案论文; 《基层建设》2019年第15期论文;