硕日:太阳能光伏系统分类

       并网光伏发电系统就是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电这后直接接入公共电网。并网发电系统有集中式大型并网电站一般都是国家级电站,主要特点是将所发电能直接输送到电网,由电网统一调配向用户供电。分散式小型并网发电系统,特别是光伏建筑一体化发电系统,由于投资小、建设快、占地面积小、政策支持力度大等优点,是并网发电的主流。与公共电网相连接的太阳能光伏发电系统称为并网光伏发电系统,其结构如下图1所示,该系统包括太阳能电池阵列、DC/DC变换器、DC/AC逆变器、交流负载、变压器等部件。这种发电系统的灵活性在于,在日照较强时,光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网;而当日照不足,即太阳能电池阵列不能为负载提供足够电能时,又可从电网索取电能为负载供电。过去,由于太阳能电池的成本居高不下,光伏发电大多只是应用在一些专用的独立运行的系统中,如航天、边防海岛或是边远地区的示范工程等。随着新型光伏材料的出现,产品价格的不断下降,转换效率得到不断提高,先进的电力电子器件、微处理器的推出以及先进的控制策略的应用,都使得光伏并网技术的研究和大量推广日益成为可能,光伏利用也逐步向城市并网光伏电站、小区光伏建筑集成及小功率户用光伏并网系统的方向发展。 为了保证光伏发电系统可靠安全地运行,系统中需要接入保护装置。该装置要做到一旦检测到异常就迅速做出动作从而保护系统的安全。为此,该保护装置应具有如下功能:功率器件驱动欠压保护、功率器件过流保护及速断保护、功率器件过热保护、光伏电池阵列输出欠压保护、电网电压过压和欠压保护等。保护装置要保证光伏逆变系统发生异常时,不会对所并联的电网产生较大的不良影响,反过来也要保证并联电网发生故障时,电网同样不对光伏发电系统产生损坏。 分布式光伏发电系统又称分散式发电或分布式供能,是指在用户现场或靠近用电现场配置较小的光伏发电供电系统,以满足特定用户的需求,支持现存配电网的经济运行,或者同时满足这两个方面的要求。

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         分布式光伏发电系统的基本设备包括光伏电池组件、光伏方阵支架、直流汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、交流配电柜等设备,另外还有供电系统监控装置和环境监测装置。其运行模式是在有太阳辐射的条件下,光伏发电系统的太阳能电池组件阵列将太阳能转换输出的电能,经过直流汇流箱集中送入直流配电柜,由并网逆变器逆变成交流电供给建筑自身负载,多余或不足的电力通过联接电网来调节。独立光伏发电系统的核心特征在于自成体系、自给自足,建设的主要目的是解决无电问题。独立光伏发电系统主要应用于光照条件较好且负载需求量相对较小的场景,包括无电村镇、偏远山区、海岛及高原等,也可作为通讯基站、广告灯箱。独立光伏发电系统供电可靠性受气象环境、负荷等因素影响很大,供电稳定性也相对较差。独立光伏发电系统不与公共电网相连,因而一般只能通过储能蓄电池实现电能的储存与调用。 并网光伏发电系统可以将光伏组件输出的直流电转化为与公共电网电压同幅、同频、同相的交流电,实现与电网连接并向电网输送电能。并网光伏发电系统具有较强的灵活性,当日照较强时,光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网。电力行业作为国民经济的基础工业,其发展对经济增长有很强的推动作用,经济的增长也会带动电力需求的增长。近年来,我国社会用电需求不断增长,据国家能源局统计数据,2021 年我国全社会用电量为 83,128 亿千瓦时,同比增长10.3%。今年1-7月全社会用电量累计 49303 亿千瓦时,同比增长 3.4%,较1-6 月加快0.5pct,今年以来国内用电需求保持增长趋势。分布式光伏发电基本不占用土地资源,能充分利用建筑物表面,可就近发电、供电,不用或少用输电线路,降低了输电成本。光伏组件还可以直接代替传统的墙面和屋顶建筑材料。分布式光伏发电系统污染小,环境友好,环保效益突出。分布式光伏发电系统在发电过程中,不消耗燃料,不排放包括温室气体在内的任何物质,没有噪声,也不会对空气和水产生污染。分布式光伏发电系统在接入配电网中是发电用电并存,且在电网供电处于高峰期发电,可以有效得起到平峰的作用,削减城市昂贵的高峰供电负荷,能够在一定程度上缓解局部地区的用电紧张状况。分布式光伏发电倡导就近发电,就近并网,就近转换,就近使用的原则,不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量,同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。其能源利用率高,建设方式灵活,将成为我国光伏应用的主要方向。目前应用最为广泛的分布式光伏发电系统,是建设在各种建筑物屋顶和农业设施屋顶及家庭住宅屋顶的光伏发电项目。对这些项目应用的要求是必须接入公共电网,或与公共电网一起为附近的用户供电。