太阳能光伏发电及其并网技术(二)

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1、太阳能光伏发电及其并网技术（二）光伏并网技术光伏并网技术20102010--1010内容提要¢并网光伏发电系统¢并网方式与拓扑结构¢并网逆变器控制技术¢最大功率点跟踪（MPPT）¢孤岛检测与保护技术2并网光伏发电系统¢典型的并网光伏发电系统由太阳能电池、并网逆变器、负载以及连接电抗等组成，与离网发电系统相比，通常不需要用蓄电池蓄电。¢并网光伏发电系统的优点：¢不必考虑负载供电的稳定性和供电质量问题；¢光伏电池可以始终运行在最大功率点处，由大电网来接纳太阳能所发的全部电能，提高了太阳能发电的效率；¢省略了蓄电池作为储能环节，降低了蓄电池充放电过程中的能量损失，免除了由于存在

2、蓄电池而带来的运行与维护费用，消除了废旧蓄电池带来的间接污染。3光伏并网的两种发展方向¢分布式并网¢中小功率（1～10kW）单独并网¢光伏建筑，光伏屋顶计划等¢集中并网¢大型光伏电站（100kW～100MW）¢适合在我国广阔西部地区推广¢敦煌10MW光伏电站项目4并网逆变器¢6kW光伏并网装置并网逆变器SMA光伏逆变器供应企业¢目前国内光伏逆变器市场主要被阳光电源、艾思玛、KACO、PowerOne等品牌所占领，国外企业多数通过代理渠道进入国内市场，由于售后服务提供难度大整体市场占有率不高。2008年统计数字显示，合肥阳光电源公司占据70%以上的光伏逆变器市场份额，国内重

3、点光伏项目大功率产品大部分全部选用国内产品。¢国内生产逆变器的厂商有合肥阳光（专业生产离网/并网光伏及风力发电逆变器）、北京索英（回馈电源及逆变器）、北京科诺伟业（系统集成及逆变器）、志诚冠军（UPS为主）、北京日佳（小功率为主）、南京冠亚（控制逆变为主）等企业。光伏装机国家分布光伏电站大型光伏电站用并网逆变器艾默生200kW进口逆变器250kW合肥阳光+SMA逆变器清华大学国家重点实验室光伏阵列位于清华大学西主楼顶电池板总容量7kW逆变器20kW级清华大学光伏扬水照明系统¾清华大学扬水照明混合系统¾1999年建在清华¾提供周围街道照明电力，白天可以灌溉周围草坪新疆光伏扬

4、水照明系统当地儿童戏水成功孵化了新疆新能源股份公司无锡5kW光伏并网阵列清华大学研究生现场调试并网逆变器太阳能钠灯产品应用¾北京市昌平区市政公路照明工程多晶硅应用原理跟踪型光伏阵列光电场光伏电场光伏用户¢近几年，随着西班牙、德国、美国、日本对本国光伏产业的政策扶持，光伏发电用逆变器进入快速增长阶段。据相关资料显示,2007年全球光伏发电逆变器销售额为12.32亿美元，2008年全球光伏逆变器的销售额为25亿美元，较2007年增长了近1倍。¢2008年，西班牙是全球最主要的光伏逆变器消费国家，约占全球消费的45%，其次为德国占总消费量的27%。二者占全球总消费的70%以上，

5、全球光伏逆变器消费的区域集中度非常高。其市场发展均受益于政府对光伏发电的补贴政策并网逆变器的分类¢电流型光伏逆变器以电流源方式与电网相连接¢基本原理就是将自换相电流源桥式电路的交流端并联在电网上，适当地调节桥式电路交流侧输出电流的相位和幅值，使该电路送出有功电流，实现光伏电源并网的目的。L?InductorQ?Q?Q?IGBT-ND?IGBT-ND?IGBT-ND?DiodeDiodeDiodeM?MeterC?C?C?Q?Q?Q?CapCapCapIGBT-ND?IGBT-ND?IGBT-ND?DiodeDiodeDiode28并网逆变器的分类¢电压型光伏逆变器以电压源

6、方式与电网相连接¢常用的光伏并网逆变器多采用电压源逆变的结构。¢大容量光伏并网逆变器（兆瓦级）可采用GTO的多重化或者多电平结构；¢中小容量光伏并网逆变器（几百千瓦及以下）采用IGBT的PWM-VSC结构，即采用电压源逆变电路经连接电感并入电力系统Q?Q?Q?IGBT-ND?IGBT-ND?IGBT-ND?DiodeDiodeDiodeL?DS?InductorC?NeonL?CapInductorL?InductorQ?Q?Q?IGBT-ND?IGBT-ND?IGBT-ND?DiodeDiodeDiode29并网接入方式的分类¢1.直接耦合系统¢2.工频隔离系统¢3.高

7、频隔离系统¢4.高频不隔离系统30并网接入方式的分类¢5.直流升压+工频逆变+隔离31并网光伏发电系统的分类¢按并网方式来分¢单相并网（一般10kW以下，主要是户用）¢三相并网（常用于光伏电站）¢按逆变器结构来分¢单级式光伏并网系统，逆变兼直流调压MPPT¢两级式光伏并网系统，第1级为直流调压，MPPT，MPPT范围宽¢5kW以上大型系统，为提高整体效率，通常采用单极式三相并网方式；¢5kW以下中小功率系统，由于光伏阵列有相当大的电压变化范围，常采用两级式单相并网方式，先用DC-DC升压器将直流电流进行升压，再经DC-AC变流