太阳能光伏发电接入系统方案研究

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1、太阳能光伏发电接入系统方案研究徐红红　王小平　（武汉供电设计院湖北430033）摘要分布式发电供能是提高可再生能源利用水平、解决当今世界能源短缺和环境污染问题的重要途径。本论文对分布式发电中的太阳能光伏发电系统进行了简要介绍，并结合实例对太阳能光伏发电接入系统方案进行了分析和研究，探讨太阳能光伏发电接入系统的最优技术方案。关键词太阳能光伏发电接入系统引言国家电网公司以奉献清洁能源、促进经济发展、服务社会和谐为基本使命。大量使用化石能源造成的温室气体排放及全球气候变化，给人类带来巨大挑战，开发利用清洁能源是世界能源发展的新趋势。

2、利用各种可用的分散存在的能源，包括可再生能源（太阳能、生物质能、小型风能、小型水能、波浪能等）和本地可方便获取的化石类燃料（主要指天然气）进行发电供能，是分布式能源最清洁、最高效的利用方式。而且，大电网与分布式发电供能系统相结合，有助于防止大面积停电，提高电力系统的安全性和可靠性，增强电网抵御自然灾害的能力，对于电网安全有重大现实意义。本文针对太阳能光伏发电并入电网展开一系列的探讨和分析，并结合实例——武汉日新科技光伏工业园太阳能光伏发电工程接入系统，提出最优接入系统方案。1太阳能光伏发电的特点太阳能光伏发电系统是利用太阳能电

3、池半导体材料的光伏效应,将太阳光辐射能直接转换为电能的一种新型发电系统。太阳能光伏发电是绿色能源，符合国家的环保政策，具有良好的社会效益。光伏发电是一种清洁的能源，资源消耗较小，同时又不释放污染物、废料，不产生温室气体破坏大气环境，也不会有废渣的堆放、废水排放等问题，有利于保护周围环境，是一种绿色能源，与相同发电量的火电厂相比较分析，太阳能光伏发电系统具有明显的节能和环境效益。太阳能光伏发电有两种运行方式，有独立运行和并网运行两种方式。独立运行的光伏发电系统需要有蓄电池作为储能装置,主要用于无电网的边远地区和人口分散地区,整个

4、系统造价很高；15在有公共电网的地区,光伏发电系统与电网连接并网运行,省去蓄电池,不仅可以大幅度降低造价,而且具有更高的发电效率和更好的环保性能。本论文主要研究的是并入电网的太阳能光伏发电系统。太阳能光伏发电系统由于采用就地能源，可以实现分区、分片灵活供电，通过合理的规划设计，在灾难性事件发生导致大电网瓦解的情况下，可以保证对重要用户的供电，并有助于大电网快速恢复供电，降低大电网停电造成的社会经济损失；但太阳能发电具有随机性和间歇性,无法制定和实施准确的发电计划。利用太阳能光伏发电有关规定如下：太阳能一级可利用区：日照时数在1

5、900小时－2100小时之间，年晴天日数在155天－180天之间；太阳能二级可利用区：日照时数在1400小时－1900小时之间，年晴天日数在130天－155天之间；太阳能三级可利用区：年太阳总辐射低，日照少，除8月晴天较多外，其它月份很少。武汉市年日照总时数1810小时－2100小时,年日照率41.3%－47.9%（按白昼4380小时计算）。武汉市地理位置东经114°20'，北纬30°37'，年总辐射4354－4731兆焦/平方米。武汉市属于太阳能一级可利用区。在时间分布上，武汉市夏季太阳能资源最丰富，春季较多，秋季较少，冬季

6、最少。太阳能辐射主要集中在7～9月，与用电高峰月份相同。2太阳能光伏发电系统技术方案光伏发电系统由多种不同形式的子系统组合而成，为规范设计、制造、安装、调试、运行等过程，并网子系统主要有以下三种标准类型：非晶硅薄膜电池集中逆变器子系统；单、多晶硅电池集中逆变子系统；单、多晶硅电池组串逆变器子系统。图2.1、2.2、2.3分别画出了以上三种系统的接线原理图。根据实际中不同电池阵列选用不同类型、功率并网逆变器就近接入公共电网。15图2.1非晶硅薄膜集中逆变器子系统图2.2单、多晶硅集中逆变器子系统15图2.3单、多晶硅组串逆变器子

7、系统光伏并网逆变器有单相光伏并网逆变器和三相光伏并网逆变器两种，三相光伏逆变器产生的三相交流电可以经过交流汇接箱直接并入电网；单相光伏逆变器应用时三个一组，每一个的输出两端分别接入A、B、C相中的任两相，形成三相交流电汇接到交流汇接箱并入电网。以上两种并网逆变器接入系统原理如图2.4、图2.5。图2.4三相光伏并网逆变器接入方案15图2.5单相光伏逆并网变器接入方案根据不同并网子系统和所依附的不同建筑墙面，光伏并网发电系统有以下4种：1）非晶硅薄膜天窗光伏并网发电系统，建筑物屋顶天窗选用非晶硅薄膜电池组件。2）非晶硅薄膜幕墙光

8、伏并网发电系统，建筑物外立面选用非晶硅薄膜电池组件。3）非晶硅薄膜屋面光伏并网发电系统，建筑物顶部选用非晶硅薄膜电池组件。4）多晶硅电池屋面光伏并网发电系统，工业园屋顶部分组件选用多晶硅电池组件。3太阳能光伏发电一次接入系统方案本报告以武汉日新科技光伏工业园太阳能光伏发电接入