五分钟,了解分布式光伏发电系统

编辑:Q爸   来源:fenbushixueyuan   架构存储   2018-03-07 20:23:37

分布式3.0精英学院微信公众账号将以打造“光伏百科全书”为目标,致力于在分布式光伏领域,尤其是户用领域,推广高效率、高可靠、高收益的光伏系统。您想了解的关于分布式光伏的内容,分布式光伏发电介绍、优质设备选型、电站运维问题集锦、市场动态等,都可以在微信账号里找到。

分布式光伏发电定义

分布式光伏发电特指采用光伏组件,将太阳能直接转换为电能的分布式发电系统。它是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式,它倡导就近发电,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。

国家能源局“分布式发电管理办法”中对于分布式发电的定义为:并网电压等级在 35kV 及以下(东北地区 66 kV 及以下),单个并网点功率20MW 以下均属于分布式光伏系统。

分布式光伏发电应用场景

分布式光伏发电系统的适用场合可分两大类:

一是可在全国各类建筑物和公共设施上推广,形成分布式建筑光伏发电系统,利用当地各类建筑物和公共设备建立分布式发电系统,满足电力用户的部分用电需求,为高耗能企业提供生产用电。

二是可在偏远地区海岛等少电无电地区推广,形成离网发电系统或微电网,由于经济发展水平的差距原因,我国仍有部分偏远地区的人口没有解决基本用电问题。

以往的农网工程大多依靠大电网的延伸,小水电、小火电等供电,电网延伸困难极大,且供电半径过长,导致供电能质量较差,发展离网型分布式发电不仅可以解决处于无电少电地区居民基本用电问题,还可以清洁高效地利用当地的可在生能源,有效的解决了能源和环境之间的矛盾。

分布式光伏发电系统概述

根据不同的应用场合,太阳能光伏发电系统一般分为并网发电系统、离网发电系统、并离网储能系统、并网储能系统和多种能源混合微网系统等五种。

01

并网发电系统

光伏并网系统由组件,并网逆变器,光伏电表,负载,双向电表,并网柜和电网组成,太阳能电池板发出的直流电,经逆变器转换成交流电送入电网。目前主要有大型地面电站、中型工商业电站,小型家用电站三种形式。

由于并网光伏发电系统不需要使用蓄电池,节省了成本。国家发布的并网新政策已经明确表示,家庭光伏电站免费入网,分布式发电光伏发电,一度电国家补贴 0.42 元,自己用电不花钱,多余的电还可以卖给电力公司。从投资的长远角度,按家庭光伏电站 25 年的使用寿命计算,6-10 年左右可以回收成本,剩下的十几年就是纯收益。

并网光伏系统,负载优先使用太阳能,当负载用不完后,多余的电送入电网,当光伏电量不足时,电网和光伏可以同时给负载供电,并网逆变器依赖于电网,当电网断电时,逆变器就会启动孤岛保护功能,逆变器停止运行,太阳能不能发电,负载也不能工作。

02

离网发电系统

离网型光伏发电系统,不依赖电网而独立运行,广泛应用于偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站和路灯等应用场所。系统一般由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能控制器,逆变器、蓄电池组、负载等构成。光伏方阵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,同时给蓄电池组充电;在无光照时,由蓄电池通过逆变器给交流负载供电。

这种系统由于必须配备蓄电池,且占据了发电系统 30 -50% 的成本。而且铅酸蓄电池的使用寿命一般都在 3 - 5 年,过后又得更换,这更是增加了使用成本。而经济性来说,很难得到大范围的推广使用,因此不适合用电方便的地方使用。

对于无电网地区或经常停电地区家庭来说,离网系统具有很强的实用性。特别是单纯为了解决停电时的照明问题,可以采用直流节能灯,非常实用。因此,离网发电系统是专门针对无电网地区或经常停电地区场所使用的。

03

并离网储能系统

并离网型光伏发电系统广泛应用于经常停电,或者光伏自发自用不能余量上网、自用电价比上网电价贵很多、波峰电价比波谷电价贵很多等应用场所。系统由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能并离网一体机、蓄电池组、负载等构成。光伏方阵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,同时给蓄电池组充电;在无光照时,由蓄电池给太阳能控制逆变一体机供电,再给交流负载供电。

相对于并网发电系统,并离网系统增加了充放电控制器和蓄电池,系统成本增加了 30% 左右,但是应用范围更宽,当电网停电时,光伏系统还可以继续工作,逆变器可以切换为离网工作模式,光伏和蓄电池可以通过逆变器给负载供电。

离并网一体机交流有两个接口,一个接口是接入电网,逆变器可以通过这个接口向电网送电,电网也可以通过这个接口向蓄电池充电,当电网停电时,这个接口也同时停电,还有一个输出接口接重要负载,只要蓄电池有电,这个接口就一直有电,可以做为应急电源使用。

04

光伏并网储能系统

并网储能光伏发电系统,能够存储多余的发电量,提高自发自用比例,应用于光伏自发自用不能余量上网、自用电价比上网电价价格贵很多、波峰电价比波平电价贵很多等应用场所。系统由太阳电池组件组成的光伏方阵、太阳能控制器、电池组、并网逆变器、电流检测装置、负载等构成。当太阳能功率小于负载功率时,系统由太阳能和电网一起供电,当太阳能功率大于负载功率时,太阳能一部分给负载供电,一部分通过控制器储存起来。

在一些国家和地区,以前装了一套光伏系统,后来取消了光伏补贴,就可以安装一套并网储能系统,让光伏发电完全自发自用。并网储能机可以兼容各个厂家的逆变器,原来的系统可以不做任何改动。当电流传感器检测到有电流流向电网时,并网储能机开始工作,把多余的电能储存到蓄电池中,如果蓄电池也充满了,还可以打开电热水器。晚上家庭负载增加时,可以控制蓄电池通过逆变器向负载送电。

05

微网系统

微电网(Micro-Grid),是一种新型网络结构,是由分布式电源、负荷、储能系统和控制装置构成的配电网络。可将分散能源就地转换为电能,然后就近供给本地负载。微电网是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。微电网是相对传统大电网的一个概念,是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络,并通过静态开关关联至常规电网。微电网对于可再生能源分布式发展具有关键作用,微电网将多种类型的分布式电源有效组合在一起,实现多种能源互补,提高能源利用率。能够充分促进分布式电源与可再生能源的大规模接入,实现对负荷多种能源形式的高可靠供给,是实现主动式配电网的一种有效方式,是传统电网向智能电网过渡。

通过微电网可充分有效地发挥分布式清洁能源潜力,减少容量小、发电功率不稳定、独立供电可靠性低等不利因素,确保电网安全运行,是大电网的有益补充。微电网可以促进传统产业的升级换代,从经济环保的角度可以发挥巨大作用。

专家表示,微电网应用灵活,规模可以从数千瓦直至几十兆瓦,大到厂矿企业、医院学校,小到一座建筑都可以发展微电网。微电网作为分布式电源优化集成的一种方式,成为全世界关注的焦点。在中国智能电网的发展中,微电网将占有重要的地位。

微网系统由太阳能电池方阵、并网逆变器、PCS 双向变流器,智能切换开关,蓄电池组、发电机,负载等构成。光伏方阵在有光照的情况下将太阳能转换为电能,通过逆变器给负载供电,同时通过 PCS 双向变流器给蓄电池组充电;在无光照时,由蓄电池通过 PCS 双向变流器给负载供电。

微网系统和纯离网系统相比的主要优势:

(1)应用范围更宽,离网系统只能脱离大电网而使用,而微网系统则包括离网系统和并网系统所有的应用,有多种工作模式。

(2)系统配置灵活,并网逆变器可以根据客户的实际情况选择单台或者多台自由组合,可以选择组串式逆变器或者集中式逆变器,甚至可以选择不同厂家的逆变器。并网逆变器和PCS 变流器功率可以相等,也可以不一样。

(3)系统效率高,微网系统光伏发电经过并网逆变器,可以就近直接给负荷使用,实际效率高达 96%,双向变流器主要起稳压作用。

(4)带载能力强,微网系统并网逆变器和双向变流器可以同时给负载供电,当光照条件好时,带载能大可以增加很多。

下期预告

分布式光伏主要设备功能简介

标签: 分布式,系统,光伏,电网,发电,并网,负载