离网和并网光伏发电系统及应用

        并网就是必须连接到公共电网,就是太阳能发电、家庭电网、公共电网联系在一起了,这是必须依赖现有电网才能运行的发电系统。主要由太阳能电池板和逆变器组成,太阳能电池板发出直接经逆变器转换成220V交流电并给家用电器供电,当太阳能的发电量超过家用电器使用的电量时,多余的电就输送到了公共电网;而当太阳能的发电量不能满足家用电器使用时,就自动从电网中补充。而这整个过程都是智能控制的,不需要人工操作。由于这种光伏发电系统不需要使用蓄电池,也就大大节省了成本。如果想节省电费开支且电力供应方便的话,就选择并网太阳能发电系统,这也是目前主流的方式。并网也有其缺点,就是当公共电网断电时,光伏发电也不能运行。但是如果把其中的并网逆变器换成智能微网逆变器,电站就可以正常运转。那么,离网光伏发电站也被叫做独立光伏发电站,是不依赖电网而独立运行的发电系统,主要由太阳能电池板、储能蓄电池、充放电控制器、逆变器等部件组成。太阳能电池板发出的电直接流入蓄电池并储存起来,需要给电器供电时,蓄电池里的直流电流经逆变器并转换成220V的交流电,这是一个重复循环的充放电过程。这种发电系统由于不受地域的限制,使用很广泛,只要有阳光照射的地方就可以安装使用,因此非常适合于偏远无电网地区、孤岛、渔船、户外养殖基地等,也可以做为经常停电地区的应急发电设备。1990年,德国是第一个提出和实施“1000屋顶方案”的国家,该方案规定安装主要与家庭屋顶发电系统相连的光伏系统,由于该优惠政策力度大,得到了市民强烈追捧,项目结束时,共安装系统2056套,国内户用光伏起步较晚,2012年12月,青岛夹岭沟分布式光伏电源成功接入青岛电网,标志着我国居民首次实现分布式光伏电源联网。在国内,长期以来集中电站都是光伏装机的主力,户用光伏占比相对较小。分布式发电作为一种经济高效的发电技术,不仅可以补充电力供应,对能源危机进行缓解,还可以调节电网的峰谷负荷差,提高电源的可靠性和灵活性,因此在发电领域有着广泛的应用。离网光伏发电系统,不依赖电网而独立运行,一般应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等。系统一般由光伏组件、太阳能控制器、逆变器、蓄电池、负载等构成。离网发电系统在有光照的情况下将太阳能转换为电能,通过太阳能控制逆变一体机给负载供电,同时给蓄电池充电;在无光照时,由蓄电池通过逆变器给交流负载供电,针对无电网地区或经常停电地区,实用性很强。光伏离网发电系统一般分为小型DC系统、中小型离网发电系统和大型离网发电系统。DC系统主要解决无电区最基本的照明需求;中小型离网系统主要解决家庭、学校、小工厂的用电需求;大型离网系统主要解决整个村庄和岛屿的用电需求,现在也是微网系统的范畴。光伏离网发电系统一般由光伏阵列、太阳能控制器、变频器、电池组、负载等组成。光伏方阵将太阳能转化为电能,通过太阳能控制器、逆变器(或逆变器一体机)向负载和电池组充电,通过逆变器向交流负载供电。光伏并网逆变器是整个光伏发电系统中的重要构成,通过逆变器,直流电被转换为交流电,太阳能才有可能被转换为电能,并被用户使用。在光伏并网系统中,光伏逆变器发挥着不可忽视的重要作用,因此光伏逆变器对整个系统的发电质量、发电效率也影响最大。如果光伏逆变器性能质量不过关或存在运行故障,那么光伏并网发电系统就无法安全稳定运行。微网是针对光伏等分布式能源发电的一些局限所提出的全新概念。所谓微网,就是指有效组合各类储能设备、就地负荷及分布式电源,使其形成一个能够统一协调控制与管理的小规模电网,从而为包括光伏在内的分布式能源发电技术在配电网中的大规模应用提供保障。微网并入配电网需要有接口,在当前的技术条件下,支持微网并入供电网的接口有电力电子接口、异步发电机接口、同步发电机接口三类。微网通过这些接口可将光伏及其他分布式能源发的电能并入配电网,实现与配电网的互联。微网并入配电网的优势:首先,主要体现在并入配电网后光伏及其他分布式能源发电技术就有了支撑,并在配电网中正常稳定发挥作用。其次,微网并入与光伏及其他分布式能源发电的应用,会在一定程度上减轻电网削峰填谷压力,增强系统发电能力与发电效益。


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