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      五分鐘,了解分布式光伏發電系統2018/6/1

         分布式光伏發電定義

        分布式光伏發電特指采用光伏組件,將太陽能直接轉換為電能的分布式發電系統。它是一種新型的、具有廣闊發展前景的發電和能源綜合利用方式,它倡導就近發電,就近并網,就近轉換,就近使用的原則,不僅能夠有效提高同等規模光伏電站的發電量,同時還有效解決了電力在升壓及長途運輸中的損耗問題。

        國家能源局“分布式發電管理辦法”中對于分布式發電的定義為:并網電壓等級在35kV及以下(東北地區66kV及以下),單個并網點功率20MW以下均屬于分布式光伏系統。

        分布式光伏發電應用場景

        分布式光伏發電系統的適用場合可分兩大類:

        一是可在全國各類建筑物和公共設施上推廣,形成分布式建筑光伏發電系統,利用當地各類建筑物和公共設備建立分布式發電系統,滿足電力用戶的部分用電需求,為高耗能企業提供生產用電。

        二是可在偏遠地區海島等少電無電地區推廣,形成離網發電系統或微電網,由于經濟發展水平的差距原因,我國仍有部分偏遠地區的人口沒有解決基本用電問題。

        以往的農網工程大多依靠大電網的延伸,小水電、小火電等供電,電網延伸困難極大,且供電半徑過長,導致供電能質量較差,發展離網型分布式發電不僅可以解決處于無電少電地區居民基本用電問題,還可以清潔高效地利用當地的可在生能源,有效的解決了能源和環境之間的矛盾。

        分布式光伏發電系統概述

        根據不同的應用場合,太陽能光伏發電系統一般分為并網發電系統、離網發電系統、并離網儲能系統、并網儲能系統和多種能源混合微網系統等五種。

        01并網發電系統

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        光伏并網系統由組件,并網逆變器,光伏電表,負載,雙向電表,并網柜和電網組成,太陽能電池板發出的直流電,經逆變器轉換成交流電送入電網。目前主要有大型地面電站、中型工商業電站,小型家用電站三種形式。

        由于并網光伏發電系統不需要使用蓄電池,節省了成本。國家發布的并網新政策已經明確表示,家庭光伏電站免費入網,分布式發電光伏發電,一度電國家補貼0.42元,自己用電不花錢,多余的電還可以賣給電力公司。從投資的長遠角度,按家庭光伏電站25年的使用壽命計算,6-10年左右可以回收成本,剩下的十幾年就是純收益。

        并網光伏系統,負載優先使用太陽能,當負載用不完后,多余的電送入電網,當光伏電量不足時,電網和光伏可以同時給負載供電,并網逆變器依賴于電網,當電網斷電時,逆變器就會啟動孤島保護功能,逆變器停止運行,太陽能不能發電,負載也不能工作。

        02離網發電系統

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        離網型光伏發電系統,不依賴電網而獨立運行,廣泛應用于偏僻山區、無電區、海島、通訊基站和路燈等應用場所。系統一般由太陽電池組件組成的光伏方陣、太陽能控制器,逆變器、蓄電池組、負載等構成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉換為電能,通過太陽能控制逆變一體機給負載供電,同時給蓄電池組充電;在無光照時,由蓄電池通過逆變器給交流負載供電。

        這種系統由于必須配備蓄電池,且占據了發電系統30-50%的成本。而且鉛酸蓄電池的使用壽命一般都在3-5年,過后又得更換,這更是增加了使用成本。而經濟性來說,很難得到大范圍的推廣使用,因此不適合用電方便的地方使用。

        對于無電網地區或經常停電地區家庭來說,離網系統具有很強的實用性。特別是單純為了解決停電時的照明問題,可以采用直流節能燈,非常實用。因此,離網發電系統是專門針對無電網地區或經常停電地區場所使用的。

        03并離網儲能系統

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        并離網型光伏發電系統廣泛應用于經常停電,或者光伏自發自用不能余量上網、自用電價比上網電價貴很多、波峰電價比波谷電價貴很多等應用場所。系統由太陽電池組件組成的光伏方陣、太陽能并離網一體機、蓄電池組、負載等構成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉換為電能,通過太陽能控制逆變一體機給負載供電,同時給蓄電池組充電;在無光照時,由蓄電池給太陽能控制逆變一體機供電,再給交流負載供電。

        相對于并網發電系統,并離網系統增加了充放電控制器和蓄電池,系統成本增加了30%左右,但是應用范圍更寬,當電網停電時,光伏系統還可以繼續工作,逆變器可以切換為離網工作模式,光伏和蓄電池可以通過逆變器給負載供電。

        離并網一體機交流有兩個接口,一個接口是接入電網,逆變器可以通過這個接口向電網送電,電網也可以通過這個接口向蓄電池充電,當電網停電時,這個接口也同時停電,還有一個輸出接口接重要負載,只要蓄電池有電,這個接口就一直有電,可以做為應急電源使用。

        04光伏并網儲能系統

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        并網儲能光伏發電系統,能夠存儲多余的發電量,提高自發自用比例,應用于光伏自發自用不能余量上網、自用電價比上網電價價格貴很多、波峰電價比波平電價貴很多等應用場所。系統由太陽電池組件組成的光伏方陣、太陽能控制器、電池組、并網逆變器、電流檢測裝置、負載等構成。當太陽能功率小于負載功率時,系統由太陽能和電網一起供電,當太陽能功率大于負載功率時,太陽能一部分給負載供電,一部分通過控制器儲存起來。

        在一些國家和地區,以前裝了一套光伏系統,后來取消了光伏補貼,就可以安裝一套并網儲能系統,讓光伏發電完全自發自用。并網儲能機可以兼容各個廠家的逆變器,原來的系統可以不做任何改動。當電流傳感器檢測到有電流流向電網時,并網儲能機開始工作,把多余的電能儲存到蓄電池中,如果蓄電池也充滿了,還可以打開電熱水器。晚上家庭負載增加時,可以控制蓄電池通過逆變器向負載送電。

        05微網系統

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        微電網(Micro-Grid),是一種新型網絡結構,是由分布式電源、負荷、儲能系統和控制裝置構成的配電網絡?蓪⒎稚⒛茉淳偷剞D換為電能,然后就近供給本地負載。微電網是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統,既可以與外部電網并網運行,也可以孤立運行。微電網是相對傳統大電網的一個概念,是指多個分布式電源及其相關負載按照一定的拓撲結構組成的網絡,并通過靜態開關關聯至常規電網。微電網對于可再生能源分布式發展具有關鍵作用,微電網將多種類型的分布式電源有效組合在一起,實現多種能源互補,提高能源利用率。能夠充分促進分布式電源與可再生能源的大規模接入,實現對負荷多種能源形式的高可靠供給,是實現主動式配電網的一種有效方式,是傳統電網向智能電網過渡。

        通過微電網可充分有效地發揮分布式清潔能源潛力,減少容量小、發電功率不穩定、獨立供電可靠性低等不利因素,確保電網安全運行,是大電網的有益補充。微電網可以促進傳統產業的升級換代,從經濟環保的角度可以發揮巨大作用。

        專家表示,微電網應用靈活,規?梢詮臄登咧敝翈资淄,大到廠礦企業、醫院學校,小到一座建筑都可以發展微電網。微電網作為分布式電源優化集成的一種方式,成為全世界關注的焦點。在中國智能電網的發展中,微電網將占有重要的地位。

        微網系統由太陽能電池方陣、并網逆變器、PCS雙向變流器,智能切換開關,蓄電池組、發電機,負載等構成。光伏方陣在有光照的情況下將太陽能轉換為電能,通過逆變器給負載供電,同時通過PCS雙向變流器給蓄電池組充電;在無光照時,由蓄電池通過PCS雙向變流器給負載供電。

        微網系統和純離網系統相比的主要優勢:

       。1)應用范圍更寬,離網系統只能脫離大電網而使用,而微網系統則包括離網系統和并網系統所有的應用,有多種工作模式。

       。2)系統配置靈活,并網逆變器可以根據客戶的實際情況選擇單臺或者多臺自由組合,可以選擇組串式逆變器或者集中式逆變器,甚至可以選擇不同廠家的逆變器。并網逆變器和PCS變流器功率可以相等,也可以不一樣。

       。3)系統效率高,微網系統光伏發電經過并網逆變器,可以就近直接給負荷使用,實際效率高達96%,雙向變流器主要起穩壓作用。

       。4)帶載能力強,微網系統并網逆變器和雙向變流器可以同時給負載供電,當光照條件好時,帶載能大可以增加很多。


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