張枝俊+胡慶國+吳寅
【摘 要】 隨著世界工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展,能源緊缺與環(huán)境污染問題日益突顯。本文在分析了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)及相關(guān)控制技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,綜合對(duì)比傳統(tǒng)的并網(wǎng)系統(tǒng)和離網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了既可以離網(wǎng)獨(dú)立工作,又能并網(wǎng)運(yùn)行將富余電能輸入電網(wǎng)的分布式光伏系統(tǒng)。
【關(guān)鍵詞】 并離網(wǎng) 儲(chǔ)能 PVsyst
緒 言
隨著世界工業(yè)化進(jìn)程的快速發(fā)展,能源緊缺與環(huán)境污染問題日益突顯。作為世界上最大的發(fā)展中國家,中國的能源和環(huán)境問題更為嚴(yán)峻,以光伏發(fā)電為代表的清潔能源體系代替以化石燃料為主的能源體系勢(shì)在必行。本文在分析了光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)及相關(guān)控制技術(shù)現(xiàn)狀的基礎(chǔ)上,綜合對(duì)比傳統(tǒng)的并網(wǎng)系統(tǒng)和離網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn),設(shè)計(jì)了既可以離網(wǎng)獨(dú)立工作,又能并網(wǎng)運(yùn)行將富余電能輸入電網(wǎng)的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng),達(dá)到可靠性與經(jīng)濟(jì)性的統(tǒng)一。
1 分布式光伏系統(tǒng)組成
本系統(tǒng)主要由光伏陣列、直流系統(tǒng)、儲(chǔ)能系統(tǒng)和交流系統(tǒng)4部分組成。工作原理是光伏陣列產(chǎn)生的直流電能經(jīng)過MPPT(最大功率點(diǎn))控制器,使其輸出效率最高,通過給儲(chǔ)能系統(tǒng)供電使系統(tǒng)在夜間也能工作,在交流系統(tǒng)中并網(wǎng)逆變器將直流電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的交流并網(wǎng)電壓供給負(fù)荷,富余的電能可以輸入電網(wǎng)中。
2 分布式光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)光伏組件選擇的是285W多晶硅電池板。光伏陣列安裝地點(diǎn)為安徽葉集,經(jīng)度為116oE,緯度為32oN。
光伏陣列的安裝角度可以由PVsyst仿真得出,本系統(tǒng)選擇計(jì)算算法為全年最優(yōu),這樣可以使系統(tǒng)發(fā)電量最大化。故光伏陣列傾角為26度,方位角0度。具體如圖1所示。
光伏陣列容量選擇為5kW。經(jīng)過PVsyst仿真計(jì)算得出光伏陣列排列為6塊串聯(lián),3組并聯(lián),共18塊組件。MPPT控制器工作電壓為184V,最大功率點(diǎn)電流為23.7A。儲(chǔ)能模塊由12V160A電池5塊串聯(lián),4組并聯(lián),組成60V640Ah蓄電池組。如圖2所示。
3 實(shí)驗(yàn)仿真
本系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于PVsyst,其含有全球各地的詳細(xì)天文數(shù)據(jù),大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)。
表1為PVsyst得出的仿真主要結(jié)果。由表1可以看出,本系統(tǒng)全年發(fā)電量為5.779MWh,其中供給負(fù)荷使用為3.255MWh,系統(tǒng)供電充足時(shí)向電網(wǎng)輸送電能2.411MWh。本系統(tǒng)向電網(wǎng)輸送的電能占到總發(fā)電量的41.7%。
圖3為SOC狀態(tài)分布圖。由圖3可以得到蓄電池在1月、和12月少數(shù)幾天荷電狀態(tài)(SOC)在0.3以下,其余月份蓄電池荷電狀態(tài)均在0.3以上。蓄電池組SOC數(shù)值在0.3以上時(shí)可獲得最優(yōu)使用壽命。
4 結(jié)論
本系統(tǒng)通過采用帶儲(chǔ)能式光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì),使用PVsyst仿真得出,本系統(tǒng)可以為5kW負(fù)荷供電,同時(shí)一年可以向電網(wǎng)輸送2.411MWh的清潔能源,占系統(tǒng)發(fā)電量的42%,可產(chǎn)生可觀的經(jīng)濟(jì)效益。
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作者簡(jiǎn)介:張枝?。?990-),單位:國網(wǎng)安徽省電力有限公司六安市葉集供電公司,安徽葉集,237431,碩士,主要從事電力電子與電力傳動(dòng)研究。endprint