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獨立直流光伏母線供電系統(tǒng)及并網(wǎng)混合系統(tǒng)

2015-11-17 11:46:46 點擊:4692

1. 獨立直流光伏母線供電系統(tǒng)
獨立直流母線太陽能供電系統(tǒng)擁有獨立的直流母線,負載功率較大,為了保證可靠地給負載提供穩(wěn)定的電力供應,需要配備蓄電池組等儲能設備,常應用于通信、遙測、監(jiān)測設備電源,農村的集中供電站,航標燈塔、路燈等領域。典型的含光伏的獨立直流分布式發(fā)電系統(tǒng)中,電力電子變換器將負載與電源連成一個電力電子網(wǎng)絡,其中連接電源和母線的接口變換器可使低電壓電源對該網(wǎng)絡放電,連接負載和母線的接口變換器可保證負載得到合適的電,雙向變換器保證了蓄電池既可以儲存能量也可以釋放能量。系統(tǒng)中負載由可再生電源提供主要能量,蓄電池用于吸收可再生電源發(fā)出的多余能量,并在負彰率過大時放電,不可再生電源如燃油發(fā)電機等用于進一步保證負載穩(wěn)定的工作。由于風能等其他形式能源的存在,該分布式發(fā)電系統(tǒng)也屬于混合發(fā)電系統(tǒng)。使用混合供電系統(tǒng)的目的就是為了綜合利用各種發(fā)電技術的優(yōu)點,避免各自的點。使用混合供電系統(tǒng)可以達到可再生能源的更好利用。因為可再生能源是變化的、不穩(wěn)定的,所以系統(tǒng)必須按照能量產生最少的時期進行設計。由于系統(tǒng)是按照最差的情況進行設計,所以在其他的時間,系統(tǒng)的容量過大。在太陽輻照最高時期產生的多余能量沒法使用而白白浪費了。整個獨立系統(tǒng)的性能就因此而降低。如果最差月份的情況和其他月份差別很大,有可能導致浪費的能量等于甚至超過設計負載的需求,從而降低系統(tǒng)的實用性。在獨立系統(tǒng)中因為可再生能源的變化和不穩(wěn)定會導致系統(tǒng)出現(xiàn)供電不能滿足負載需求的情況,也就是存在負載缺電情況,使用混合系統(tǒng)則會大大地降低負載缺電率。也就是說混合發(fā)電系統(tǒng)負匹配更好。對于光伏、柴油發(fā)電機混合發(fā)電系統(tǒng),因為柴油發(fā)電機可以即時提是供較大的功率,所以混合系統(tǒng)可以適用于范圍更加廣泛的負載系統(tǒng),例如可以使迂用較大的交流負載,沖擊載荷等。有時候,負載的大小決定是否需要使用混合系統(tǒng)。大的負載需要很大的電流和很高的電壓,如果只是使用太陽能成本就會很高。但混合發(fā)電系統(tǒng)控制比較復雜,因為其使用了多種能源,所以系統(tǒng)需要監(jiān)控每種能源的工作情況,處理各個子能源系統(tǒng)之間的相互影響、協(xié)調整個系統(tǒng)的運作。此外,混合發(fā)電系統(tǒng)初期工程較大,而且比獨立系統(tǒng)需要更多的維護。所以混合系統(tǒng)的應用也受到了一定的限制。


2. 并網(wǎng)混合系統(tǒng)
并網(wǎng)混合系統(tǒng)可以為本地負載提供合格的電源,并可以作為一個在線UPS不間斷電源)工作。它可向電網(wǎng)供電,也可從電網(wǎng)獲得電能,是個雙向逆變控器。系統(tǒng)工作方式是將交流電網(wǎng)和光伏電源并行工作。對于本地負載而言,如果太陽電池組件產生的電能足夠負載使用,它將直接使用太陽電池組件產生的電能供給負載的需求。如果太陽能電池組件產生的電能超過即時負載的需求,它還能多余的電能返還給電網(wǎng)。如果太陽能電池組件產生的電能不夠用,則將自動啟用交流電網(wǎng),使用交流電網(wǎng)供給本地負載的需求。而且,當本地負載功耗小于逆變器定交流電網(wǎng)量的60%時,交流電網(wǎng)就會自動給蓄電池充電,保證蓄電池長期處于浮充狀態(tài)。如果交流電網(wǎng)產生故障,即交流電網(wǎng)停電或者交流電網(wǎng)的供電品質不合格,系統(tǒng)就會自動斷開交流電網(wǎng),轉成獨立工作模式,由蓄電池和逆變器提供負載所需的交流電能。一旦交流電網(wǎng)恢復正常,即電壓和頻率都恢復到正常狀態(tài)以內,系統(tǒng)就會斷開蓄電池,改為并網(wǎng)模式工作,由交流電網(wǎng)供電。