微电源类型及总结

《微电源类型及总结》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、微电源是微电网中重要的组成部分。它反应时间在毫秒级，采集本地信息来控制微电源。微电源自身中基本的动作不需要为电源之间的联系，即每个变换器在负荷变化的情况下不用与其他电源等装置进行数据交换。控制器的基本输入量是输出功率的稳定工作点时的母线电压和功率。在时域中，电源总供给功率和负荷总需求功率都是动态变化的，并且两者并不是每时每刻都能达到供需平衡。在电源总发电功率大于负荷总需求功率时，将多余的能量储存在储能单元中；同样的，在电源总发电功率小于负荷总需求功率时，将储能单元中储能的能量以恰当的方式释放出来。如今，储能方式有许多种各种方式的性能也是各异。需要研究根据系统稳定的需求来选择储能方式。

2、传统电力系统的电源都是同步发电机。然而，微电源因燃料来源而各不相同，我们可以将供电电源分成三种基本的大类：一、直流电源，如燃料电池、太阳能电池、蓄电池以及储能电容器等，其并网方式如图1。燃料电池燃料电池主要由阳极、阴极和电解液构成，阳极，即燃料电极，为燃料和电解液提供一个结合面，用以催化氧化反应以及驱动电子到达外部电路；阴极，即氧气电极，为氧气和电解液提供一个结合面，用以催化还原反应以及接收来自外部电路的电子；电解液用于转移在燃料和氧气电极反应中产生的各种离子，催化剂的材料可以是金属铂、银或镍等。到目前为止，使用最广的是氢－空气或氢－氧气型燃料电池。氢气是一种理想的无污染燃料，在所有

3、燃料中，它具有最高的能量密度，燃烧后的副产品为纯净水。燃料电池可按电解质的性质分为许多类：聚合电解质膜电池(PEM)、碱性燃料电池(AFC)、磷酸型燃料电池(PAFC)、固体电解质燃料电池(SOFC)和熔融碳酸盐燃料电池(MCFC)，其中磷酸型燃料电池最接近商业化，新一代的熔融碳酸盐燃料电池和固体氧化物燃料电池则被认为最值得推荐用于电力系统的发电。燃料电池具有以下特点：(1)效率高且不受负荷变化的影响。(2)清洁无污染、噪音低；(3)安装周期短、安装位置灵活，可省去配电系统的建设。燃料电池与集中式机组相比较，它适应负荷变化的能力很强，当负荷在25%～100%范围内变化时，电池效率不受

4、影响，而且跟踪负荷变化的速度很快，但是它的化学能是有限的，转化的电能越多，能量消耗得越快，即满足以下关系式：≤E式中——每个燃料电池组的功率；n——燃料电池组的个数；E——燃料电池的总功率。燃料电池的电压数学模型其表示如下:；式中E——燃料电池的电动势；ET——温度为T时的标准电动势；T——燃料电池的运行温度；R——气体常数；F——法拉第常数；、、-----输出的H2,O2,H20的摩尔比；RFC——电池的欧姆内阻随着燃料电池技术的突破和制氢技术的不断进展，燃料电池可以与太阳能光伏电池或风力发电系统构成“太阳能光伏(或风力发电)制氢储能－燃料电池发电系统”，以制氢储能替代传统的蓄电池

5、储能环节。当日照(风源)情况良好时，通过电解水制氢将多余的电能储存起来；在夜晚或阳光不足(风力不足)时，将储存的氢通过燃料电池再转换为电能，继续向负载供电，从而保证了系统供电的连续性和稳定性。这种系统具有储能密度高，使用寿命长，运行成本低，没有污染等优点。光伏电池图1直流逆变电源太阳能光伏电池(PhotovoltaicCell－PV)发电技术是利用半导体材料的光电效应直接将太阳能转化为电能。采用光伏电池发电具有不消耗燃料、不受地域限制、规模灵活、无污染、安全可靠、维护简单等优点。但是光伏电池的转换效率低。目前应用的太阳电池是一种半导体器件(如单晶硅、多晶硅)，受到太阳光照时能产生光伏

6、效应，将太阳光能转变成直流电能。在使用时将太阳电池封装成组件，然后根据需要将组件串并联组成方阵。我国年均日照长，辐射总量大，属于太阳能资源较为丰富的国家之一，全国国土面积三分之二以上的地区每年日照时数大于2000h，仅陆地面积每年接受的太阳辐射能就约等于几万个三峡工程发电量的总和。主要优点：是无废气排放、无化石燃料消耗。采用与建筑物集成在一起的模块可联合生产低温热能为房间供暖、优良的模块化结构、几乎不用维护以及优良的带部分负荷效率。关键问题1.光伏电池电能的价格比其他的分布式发电系统高；2.其次是输出的功率是断续的，不能与负荷完全匹配，因此常常需要蓄电池或其他辅助系统。光伏特型光伏电

7、池的特性一般包括光伏电池的输入输出特性（伏安特性）、照度特性以及温度特性伏安特性当太阳光照射到电池上时，电池的电压与电流的关系（伏安特性）可以简单的用图2-1所示的特性曲线来表示。图中：Voc为开路电压；Isc为短路电流；Vpmax为最佳工作电压；Ipmax为最佳工作电流。图1-1电池的伏安特性曲线最佳工作点对应电池的最大出力Pmax，其最大值由最佳工作电压与最佳工作电流的乘积得到。实际使用时，电池的工作受负载条件、日照条件的影响，工作点会偏离最佳工作点。