光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)

光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)簡介概要光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)類型BAPV與BIPV光伏電池與光伏方陣光伏并網(wǎng)逆變器涉及的主要技術(shù)光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢并網(wǎng)產(chǎn)品典型應(yīng)用1、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)類型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)：包括光伏電池方陣、直流配電、并網(wǎng)逆變器、交流配電、負載、變壓器以及具有一個公共連接點的系統(tǒng)。稱之為光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。①光伏電池方陣；②控制器；③電纜；④逆變器；⑤配電系統(tǒng)；⑥用電器；⑦輸電電纜；⑧電網(wǎng)1、光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)光伏陣列：由太陽電池串并聯(lián)封裝為電池組件，再由組件串并聯(lián)構(gòu)成光伏發(fā)電方陣，在太陽光的照射下，產(chǎn)生電壓，形成回路電流，輸出直流電力。并網(wǎng)逆變器：將直流轉(zhuǎn)換為與電網(wǎng)同頻率、同幅、同相的交流電的電力設(shè)備。具有控制、保護、安全功能。電網(wǎng)：逆變后的交流電，經(jīng)升壓變壓器，向電網(wǎng)輸送電力。匯流箱：匯集連線、采集信號、防雷、防反、隔離等配電：計量、開關(guān)、漏電保護、防雷、保險、濾波、配電：計量、開關(guān)、漏電保護、防雷、保險、濾波、變壓器：隔離、變壓、發(fā)電----直流配電----并網(wǎng)逆變---交流配電--變壓---電網(wǎng)1、光伏并網(wǎng)逆變器產(chǎn)品類型高頻變壓器隔離：工頻變壓器隔離：1.1單相光伏并網(wǎng)逆變器主電路拓撲現(xiàn)狀Boost+Inverter拓撲：當前國內(nèi)外典型應(yīng)用拓撲結(jié)構(gòu)H5拓撲結(jié)構(gòu)H5工作原理：電網(wǎng)正半周期內(nèi)，功率管Q1、Q5進行SPWM斬波，Q2開通，Q3、Q4關(guān)斷；電網(wǎng)負半周期內(nèi)，功率管Q1、Q3進行SPWM斬波，Q4開通，Q2、Q5關(guān)斷。HERIC拓撲Karschny

拓撲TBEA提出的拓撲專利上述幾種拓撲都可以有效解決漏電流問題，在行業(yè)內(nèi)得到廣泛的應(yīng)用。1.2三相光伏并網(wǎng)逆變器主電路拓撲現(xiàn)狀三相逆變橋是光伏并網(wǎng)逆變系統(tǒng)的功率主電路的核心，它的作用是將光伏陣列輸出的非線性直流電源轉(zhuǎn)換成可以并入電網(wǎng)的交流電源。三相并網(wǎng)逆變器主功率逆變橋主要有兩電平逆變橋、三電平逆變橋、H橋并聯(lián)等幾種典型拓撲三相光伏并網(wǎng)逆變器硬件結(jié)構(gòu)儲能電容信號部分控制板電抗器主功率橋隔離變壓器光伏陣列電網(wǎng)緩沖電阻

大型光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖1.3光伏并網(wǎng)系統(tǒng)接入方式

光伏并網(wǎng)電站按照并網(wǎng)逆變器接入方式不同，分為：單相接入式、三相接入式和混合式三種。

串式逆變器多串式逆變器1.3光伏并網(wǎng)系統(tǒng)接入方式

集中式逆變器——目前主流應(yīng)用交流并網(wǎng)組件其中，多串集中式和交流組件將是未來并網(wǎng)逆變器的發(fā)展方向。1.3光伏并網(wǎng)系統(tǒng)接入方式BAPV(BuildingAttachedPV)：附加安裝在建筑上的太陽光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。光伏組件不是建筑的構(gòu)件，只是附加安裝在建筑的朝陽表面，安裝比較靈活，但附加成本較高。2、BAPV與BIPVBAPV：深圳太陽能光伏并網(wǎng)電站總?cè)萘繛?000.322kWp，年發(fā)電量約100萬度。BAPV型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)，無儲能設(shè)備。

北區(qū)東山坡

游客服務(wù)管理中心花卉館BAPV與BIPVBIPV：光伏組件是建筑構(gòu)件，作為建筑外圍護結(jié)構(gòu)的一部分，起到安全防護、遮風擋雨和發(fā)電作用。光伏建筑一體化。國家發(fā)改委100kWBIPV光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)德國柏林火車站BIPV光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)特變電工世紀花園BIPV光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)BIPV(BuildingIntegratedPV)太陽電池太陽電池組件太陽光伏方陣3、光伏電池與光伏方陣標準狀態(tài)下，單體太陽電池的電壓0.4-0.6V,電流與面積有關(guān)。電池組件由電池串聯(lián)（并聯(lián)）連接、封裝，引出電極。光伏方陣由電池組件串聯(lián)，通過匯線裝置并聯(lián)，組成方陣。光伏方陣的組成陣列輸出P-U曲線非線性：輸出功率隨溫度、日照變化而變化光伏陣列的最大功率跟蹤：本質(zhì)阻抗匹配光伏電池與光伏方陣光伏陣列的最大功率跟蹤（MPPT）光伏方陣的電氣連接光伏電池與光伏方陣光伏方陣---防雷和接地等電位連接跟蹤聚光光伏方陣系統(tǒng)介紹光伏電池與光伏方陣平單軸：發(fā)電量提高10～20%，成本增加5%，單機最大50kW斜單軸：發(fā)電量提高20～30%，成本增加10%，單機最大10kW雙軸：發(fā)電量提高30～40%，成本增加15%，單機最大10kW光伏電池與光伏方陣4、光伏并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)涉及的主要技術(shù)軟件:(1)控制算法部分（最大功率點跟蹤控制、SPWM/SVPWM、電流環(huán)控制、鎖相環(huán)PLL、電網(wǎng)不平衡下控制、反孤島控制、低電壓穿越控制LVRT、逆變器并聯(lián)控制、功率因數(shù)控制及無功支撐）

(2)上位機監(jiān)控部分(群控、監(jiān)控、遠程控制及調(diào)度)結(jié)構(gòu)：結(jié)構(gòu)設(shè)計、熱設(shè)計、安規(guī)、電磁兼容設(shè)計外觀：硬件：電子學（控制電路、采集電路、保護電路設(shè)計）電力電子（主電路拓撲選擇及設(shè)計，包括功率器件選型、磁性元件設(shè)計、功率模塊并聯(lián)應(yīng)用、吸收電路設(shè)計、電磁兼容設(shè)計）所謂孤島效應(yīng)是指當電網(wǎng)的部分線路因故障或維修而停電時，停電線路由所連的并網(wǎng)發(fā)電裝置繼續(xù)供電，并連同周圍負載構(gòu)成一個自給供電的孤島的現(xiàn)象。孤島效應(yīng)的定義：孤島效應(yīng)發(fā)生的機理光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的功率流圖

介紹兩個概念：孤島保護低電壓穿越低電壓穿越(LowVoltageRide-through，LVRT)技術(shù)：指在光伏陣列并網(wǎng)點電壓跌落的時候，光伏陣列能夠保持并網(wǎng)，甚至向電網(wǎng)提供一定的無功功率，支持電網(wǎng)恢復,直到電網(wǎng)恢復正常，從而“穿越”這個低電壓時間(區(qū)域)UL0為正常運行的最低電壓限值，一般取0.9倍額定電壓。UL1為需要耐受的電壓下限，T1為電壓跌落到UL1時需要保持并網(wǎng)的時間，T2為電壓跌落到UL0時需要保持并網(wǎng)的時間。推薦UL1設(shè)定為0.2倍額定電壓，T1設(shè)定為1秒、T2設(shè)定為3秒

國際標準：625ms保持并網(wǎng)允許脫網(wǎng)提供無功625ms光伏并網(wǎng)發(fā)電的低電壓穿越LVRT光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)的發(fā)展路線5、光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢20世紀80年代后期，分布式發(fā)電技術(shù)蓬勃發(fā)展，與建筑結(jié)合的分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)得到廣泛應(yīng)用，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，降低造價。21世紀初，大中型光伏電站快速發(fā)展,兆瓦級以上的光伏并網(wǎng)電站已有1000多座。伴隨著智能電網(wǎng)和微網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，光伏并網(wǎng)發(fā)電將是未來的發(fā)展方向。智能電網(wǎng):通過信息化手段，使能源資源開發(fā)、轉(zhuǎn)換（發(fā)電）、輸電、儲電、配電、供電、售電及用電各個環(huán)節(jié)，進行智能交流，實現(xiàn)精確供電、互補供電，在保證供電安全的前提下，提高能源利用效率，最大限度地接納可再生能源，以節(jié)省用電成本、降低環(huán)境壓力。光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢光伏微電網(wǎng)中的電力電子技術(shù)——微網(wǎng)總線結(jié)構(gòu)發(fā)展荒漠光伏發(fā)電超大規(guī)模光伏電站了累計裝機預測年代20202030205020702100世界光伏200GW800GW10TW50TW133TW荒漠電站10GW80GW2TW20TW67TW所占比例5%10%20%40%50%供電方式國際化的全球電網(wǎng)超大型光伏電站（VLS-PV）單站裝機規(guī)模發(fā)展趨勢年代200820112020單站裝機30MW100MW幾個GW光伏并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)發(fā)展趨勢32并網(wǎng)電站通常由光伏陣列、匯流箱、智能配電柜、逆變器、變壓器和監(jiān)控系統(tǒng)組成—TBEA提供全套光伏并網(wǎng)系統(tǒng)解決方案6、公司并網(wǎng)產(chǎn)品典型應(yīng)用公司光伏并網(wǎng)逆變器成功應(yīng)用于新疆硅業(yè)有限