光伏概論教案(第五章太陽能光伏系統(tǒng)第二講)

課時授課計劃授課日期授課節(jié)次授課班級課題：第五章太陽光伏系統(tǒng)（第二講）教學目的掌握并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的分類及特點并網(wǎng)光伏系里逆潮流和無逆潮流光伏系統(tǒng)的特點并網(wǎng)光伏系統(tǒng)中逆潮流光伏系統(tǒng)和無逆潮流光伏系統(tǒng)的特點教材、教案、參考書教學重點教學難點教學準備教學方法講述法教學過程、課堂組織：3分鐘清點人數(shù)，維持紀律。、導入新課：5分鐘1、提問部分同學；2、講評上次作業(yè)；3、總結(jié)復習上次課程知識點；4、引入本次課程主要內(nèi)容。、講授新課：72分鐘課時授課計劃教學過程第五章太陽能光伏系統(tǒng)（第三講）本講主要內(nèi)容：1、掌握并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的概念2、了解并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的基本情況3、掌握并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的分類4、了解不同種類并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的構(gòu)成、特點5、掌握有逆、無逆潮流并網(wǎng)系統(tǒng)的區(qū)別6、掌握地域型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的構(gòu)成、特點7、了解并網(wǎng)光伏系統(tǒng)入網(wǎng)申報流程5.4并網(wǎng)光伏系統(tǒng)5.4.1并網(wǎng)光伏系統(tǒng)概述并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：與電力系統(tǒng)連接在一起的光伏發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏系統(tǒng)特點：太陽電池組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接人公共電網(wǎng)，并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏方陣所產(chǎn)生的電力除了供給交流負載外，多余的電力反饋給電網(wǎng)。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)分為：集中式和分散式。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是與電力系統(tǒng)連接在一起的光伏發(fā)電系統(tǒng)，這種光伏系統(tǒng)最大的特點就是太陽電池組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接人公共電網(wǎng)，并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏方陣所產(chǎn)生的電力除了供給交流負載外，多余的電力反饋給電網(wǎng)。在陰雨天或夜晚，太陽電池組件沒有產(chǎn)生電能或者產(chǎn)生的電能不能滿足負載需求時就由電網(wǎng)供電。因為直接將電能輸人電網(wǎng)，免除配置蓄電池，省掉了蓄電池儲能和釋放的過程，可以充分利用光伏方陣所發(fā)的電力從而減小了能量的損耗，并降低了系統(tǒng)的成本。但是系統(tǒng)中需要專用的并網(wǎng)逆變器，以保證輸出的電力滿足電網(wǎng)電力對電壓、頻率等電性能指標的要求。因為逆變器效率的問題，會有部分的能量損失。這種系統(tǒng)通常能夠并行使用市電和太陽電池組件陣列作為本地交流負載的電源，降低了整個系統(tǒng)的負載缺電率。而且并網(wǎng)光伏系統(tǒng)可以對公用電網(wǎng)起到調(diào)峰作用。但并網(wǎng)光伏供電系統(tǒng)作為一種分散式發(fā)電系統(tǒng)如果處理不當，對傳統(tǒng)的集中供電系統(tǒng)的電網(wǎng)會產(chǎn)生一些不良的影響，如諧波污染、孤島效應等。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)分集中式和分散式兩種，集中式并網(wǎng)電站一般容量較大，通常在幾百千瓦到兆瓦級，而分散式并網(wǎng)系統(tǒng)一般容量較小，在幾千瓦到幾十千瓦，目前并網(wǎng)光伏系統(tǒng)大多為分散式的并網(wǎng)系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏系統(tǒng)由光伏陣列、逆變器和控制器組成，光伏電池所發(fā)的直流電能經(jīng)逆變器變換成與電網(wǎng)相同頻率的交流電能，以電壓源或電流源方式送人電力系統(tǒng)，其中控制器是非常重要的部件，它控制著并網(wǎng)電流的頻率、相位、波形、光伏電池的最大功率點等。并網(wǎng)系統(tǒng)不需要蓄電池，減少了蓄電池的投資與損耗，也間接減少了處理廢舊蓄電池產(chǎn)生的污染，降低了系統(tǒng)運行成本，提高了系統(tǒng)運行和供電的穩(wěn)定性。并網(wǎng)是光伏發(fā)電發(fā)展的最合理和最經(jīng)濟方向。目前的主流應用方式是通過并網(wǎng)控制逆變器與當?shù)仉娋W(wǎng)連接，可以通過電網(wǎng)將光伏系統(tǒng)所發(fā)電能進行再分配，可供調(diào)峰電力。2000年，并網(wǎng)光伏系統(tǒng)發(fā)電取代了獨立光伏系統(tǒng)成為全球光伏應用的最大市場，所占比例不斷提高，目前大概比例為85%。5.4.2并網(wǎng)光伏系統(tǒng)分類并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)不同的構(gòu)成、使用目的等可進行各種分類，如根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能是否反送到電力系統(tǒng)可分為有逆流（電能反送電力系統(tǒng)）型并網(wǎng)系統(tǒng)、無逆流（電能不反送電力系統(tǒng)）型并網(wǎng)系統(tǒng)，切換型并網(wǎng)系統(tǒng)，直、交流到并網(wǎng)系統(tǒng)，混合用系統(tǒng)以及地域型系統(tǒng)等。1、有逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)有逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)如圖所示。太陽電池的電力供給負載后若有剩余電能，并如其流向電力系統(tǒng)則稱該系統(tǒng)為有逆流型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。對于有逆流型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)來說，由于剩余電能可以供給其他負載使用，因此可以充分發(fā)揮太陽電池的發(fā)電能力，并使電能得到充分利用。當太陽電池的電力不能滿足負載的需要時，可從電力系統(tǒng)得到電能。有逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)可廣泛用于家庭、工業(yè)電源等場合，目前一般采用這種并網(wǎng)系統(tǒng)。在并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)中一般省去蓄電池，這不僅可節(jié)省投資，使系統(tǒng)的成本大大降低，有利于光伏發(fā)電系統(tǒng)的普及，同時可以省去蓄電池的維護、檢修等費用，所以該系統(tǒng)是十分經(jīng)濟。目前，這種不帶蓄電池、有逆流型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在住宅用、屋頂用等光伏發(fā)電系統(tǒng)中正得到越來越廣泛的應用。有逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)2、無逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)無逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)如圖所示。太陽電池的電力供給負載后即使有剩余電能，但剩余電能并不流向電力系統(tǒng)，該系統(tǒng)稱之為無逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，如果太陽電池的電力不能滿足負載的需要時，可從電力系統(tǒng)得到電能。無逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)3、切換型并網(wǎng)系統(tǒng)切換型并網(wǎng)系統(tǒng)可分為一般情況下使用的系統(tǒng)以及自立運行切換型并網(wǎng)系統(tǒng)，后者主要在防災等情況下使用。(1）切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)該系統(tǒng)主要由太陽電池、蓄電池、逆變器、切換器以及負載等構(gòu)成。正常情況下，光伏發(fā)電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)分離，直接向負載供電，當日照不足、夜間、陰雨天或蓄電池的電能不足時，切換器自動切向電力系統(tǒng)一側(cè)，由電力系統(tǒng)向負載供電。這種系統(tǒng)的特點是在設計蓄電池的容量時可選擇較小容量的蓄電池，節(jié)省投資。切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)(2)自運行切換型并網(wǎng)系統(tǒng)（防災型）自運行切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)一般用于災害、救災等情況下。通常，該系統(tǒng)通過系統(tǒng)并網(wǎng)裝置與電力系統(tǒng)連接，光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能供給負載，當災害發(fā)生時，系統(tǒng)并網(wǎng)保護裝置（功率調(diào)節(jié)器內(nèi)）動作，使光伏發(fā)電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)分離，帶有蓄電池的自運行切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)可作為經(jīng)濟通訊、避難所、醫(yī)療設備、加油站、道路指示以及照明等的電源，向災害情況下的緊急負載供電。自運行切換型并網(wǎng)系統(tǒng)4、直、交流型并網(wǎng)系統(tǒng)與獨立直、交流光伏系統(tǒng)的不同是與電力系統(tǒng)并用，提高了供電的可靠性。直、交流型并網(wǎng)系統(tǒng)5、混合型并網(wǎng)系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與其他發(fā)電系統(tǒng)，如風力發(fā)電、燃料電池發(fā)電等組合而成的混合型發(fā)電系統(tǒng)（hybridsystem)，與電力系統(tǒng)并網(wǎng)則稱為混合型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于太陽電池電力輸出不穩(wěn)定，需要使用其他的能源作為補充時的情況。混合型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要有風光互補型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、光伏燃料電池并網(wǎng)系統(tǒng)。風光互補型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)光伏燃料電池并網(wǎng)系統(tǒng)風光互補并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點有：提高再生能源利用率，通過配合使用達到最佳經(jīng)濟目標；構(gòu)成一定的互補關(guān)系，克服光伏發(fā)電系統(tǒng)和風力發(fā)電電能供應不穩(wěn)定的問題；大幅度減小蓄電池組的容量。不足是：1）控制比較復雜：因為使用了多種能源，所以系統(tǒng)需要監(jiān)控每種能源的工作情況，處理各個子能源系統(tǒng)之間的相互影響、協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的運作，這樣就導致其控制系統(tǒng)比獨立系統(tǒng)復雜，現(xiàn)在多使用微處理芯片進行系統(tǒng)管理。2）初期工程較大：混合系統(tǒng)的設計，安裝，施工工程都比獨立工程要大。6、地域型并網(wǎng)系統(tǒng)該系統(tǒng)主要由太陽電池、功率調(diào)節(jié)器以及負載等構(gòu)成。其特點是各個光伏發(fā)電系統(tǒng)分別與電力系統(tǒng)的配電線直接連接，各系統(tǒng)的剩余電能直接送往電力系統(tǒng)，而當各負載的所需電能不足時，直接從電力系統(tǒng)得到電能。地域型并網(wǎng)系統(tǒng)5.4.3并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)入網(wǎng)申報流程從前面可以知道，無論是哪種并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，都有電能輸送問題，因此要將太陽發(fā)電系統(tǒng)相連接時，需要與電力公司提出相關(guān)申請。步驟申請如圖所示。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)入網(wǎng)申報流程、歸納總結(jié)：5分鐘1、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：與電力系統(tǒng)連接在一起的光伏發(fā)電系統(tǒng)。2、并網(wǎng)光伏系統(tǒng)特點：太陽電池組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接人公共電網(wǎng)，并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏方陣所產(chǎn)生的電力除了供給交流負載外，多余的電力反饋給電網(wǎng)。3、光伏并網(wǎng)系統(tǒng)分為：集中式和分散式。4、根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的