太阳能发电并网系统研究

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1、硕士学位论文跟踪的方法和主动挂到检测方法。第5章介绍了通过Matlab仿真验证硬件电路的可靠性和软件功能的实现情况。5太阳能发电并网系统第2章光伏发电并网系统分类和基本原理将太阳电池阵列产生的直流电馈送给交流电网，其间能量的传递与变换可以有多种方式。光伏并网发电系统由于功能和性能要求的不同，其相应的配置和逆变器的拓朴结构也将不同。本章将从不同的角度对光伏并网发电系统进行分类，通过分类可以更加深入地对光伏并网发电系统的工作原理及结果进行研究和分析。2．1光伏并网发电系统的分类按照不同的分类方式，太阳能光伏发电系

2、统有不同的分类。按照系统功能分，目前常用的光伏并网发电系统可以为两类，一种为不含蓄电池环节的“不可调度式光伏并网发电系统”；另一种为含有蓄电池组的“可调度式光伏并网发电系统"。二者相应的系统配置如图2．1所示，其中图a为可调度式光伏并网发电系统，图b为不可调度式光伏并网发电系统太阳能电池(b)图2．1不同功能的光伏并网发电系统相应的配置框图不可调度式光伏并网发电系统中，并网逆变器将光伏阵列产生的直流电能转化为和电网电压同频、同相的交流电能，当主电网断电时，系统自动停止向电网供电。白天，当光伏系统产生的交流电能

3、超过本地负载所需时，超过部分馈送给电网；其它时间，特别是夜间，当本地负载大于光伏系统产生的交流电能时，电网自动向负载提供补充电能。当电网故障或维修时，出于安全考虑，逆变器停止工作，而且必须使逆变器、电网和负载三者电气断开，光伏并网系统不再向电网和负载提供电能。6硕士学位论文可调度式光伏并网发电系统和前者相比，最大的不同处是系统中配有储能环节(目前通常采用蓄电池组)，蓄电池组的容量大小按具体需要配置。可调度式光伏并网发电系统在功能和性能方面较之不可调度式有若干扩展和提高，主要表现在：1．核心逆变器一般由并网逆变

4、器和蓄电池充电器两部分组成。其功能不仅是将太阳电池阵列产生的直流电能逆变后输向电网，同时还经DC／DC变换后向蓄电池充电：2．系统中核心逆变器配备有开关和重要负载开关。正常情况下，两者均闭合，当交流电网断电时，核护心逆变器断开其本身的并网发电主开关，但核心逆变器中按优先级别区分的重要负载开关仍保持闭合，以便太阳电池阵列和蓄电池组提供的直流电仍能通过主逆变器重要的交流负载供电，对重要交流负载而言，系统兼具不间断电源(UPS——UninterruptablePowerSupply)的作用。这对于诸如银行、医院、公

5、共场所等重要负荷甚至某些家庭用户来说是十分具有吸引力的；3．可调度系统不仅能向电网馈送同频同相的正弦波电能，而且还可作为电网终端的有源功率调节器用于补偿电网终端缺乏的无功分量以稳定电网电压，同时亦可抵消有害的高次谐波分量，对提高电能质量极有裨益；4．大功率可调度式光伏并网发电装置可以根据运行需要自由确定并网电流的大小，这有益于电网调峰。电网负荷增加时，可以调度增加光伏并网发电装置的上网电流，有助于电网的运行质量。可调度式光伏并网系统在功能上虽似优于不可调度式光伏并网系统，但由于增加了储能环节(目前主要为蓄电池

6、，将来也可能逐步为制氢、燃料电池等新技术所替代)，也带来了若干严重的弱点，正是这些弱点使可调度式并网系统的应用规模当前还难与不可调度式相比较，这是因为：1．蓄电池组的寿命较短：目前免维护蓄电池在良好环境下的工作寿命通常估计为5年，而光伏阵列稳定工作的寿命则在25—30年左右，因此只有为数较少的场合使用可调度式光伏并网系统；2．蓄电池组的价格在目前仍相对昂贵；3．蓄电池组较为笨重，需占用较大空间，如有漏液，则会泄漏出腐蚀性液体，此外报废的蓄电池必须进行后处理，否则将会造成“铅污染"；4．不可调度式光伏并网发电系

7、统的集成度高，其安装和调试相对方便，可靠性也高Ⅲ】。按照光伏并网系统的逆变器按控制方式分类，可分为电压源电压控制，电压源电流控制，电流源电压控制和电流源电流控制四种方法。以电流源为输入的逆变器，其直流侧需要串联一大电感提供较稳定的直流电流输入，但由于此大电感往往会导致系统动态响应差。因此当前世界范围内大部分并网逆变器均采用以电7太阳能发电并网系统压源输入为主的方式。逆变器与市电并联运行的输出控制可分为电压控制和电流控制。市电系统可视为容量无穷大的定值交流电压源，如果光伏并网逆变器的输出采用电压控制，则实际上就

8、是一个电压源与电压源并联运行的系统，这种情况下要保证系统稳定运行，就必须采用锁相控制技术以实现与市电同步，在稳定运行的基础上，可通过调整逆变器输出电压的大小及相移以控制系统的有功输出与无功输出。但由于锁相回路的响应较慢、逆变器输出电压值不易精确控制、可能出现环流等问题，如果不采取特殊措施，一般来说同样功率等级的电压源并联运行方式不易获得优异性能H9

9、。如果逆变器的输出采用电流控制，则只需控制逆变器的