光伏并网发电系统
我国光伏技术虽然经过40年的努力,已具有一定的水平和基础。但是,与世界先进国家相比仍有不少的差距。目前我国光伏产品的市场份额为:户用光伏电源和独立光伏电站占30%,通信领域占40%,铁路、公路信号源、气象台站电源等其他工业领域占20%,各种民用商品占10%。
我国有着十分丰富的太阳能资源。据估算,陆地表面每年接受的太阳辐射能约为50 1018kj,约相当于1700亿吨标准煤。全国各地太阳辐射总量达3340~8400mj/m2•a,全国年平均光照小时数为2200h,平均太阳能电力为1700twh,约为目前装机容量的多倍。我国西藏、青海、新疆、内蒙古南部、陕西北部等广大地区的太阳能辐射总量很大,尤其是青藏高原地区的绝大多数地区的太阳能资源相当丰富,具有得天独厚的开发和利用太阳能的优越资源条件。户用光伏系统和独立光伏电站是解决我国边远无电地区居民和社会用电问题的重要方式。对于联网的光伏发电系统,由于在电网覆盖的地区,光电应用成本太高,目前没有竞争力。我国只有少许示范性的并网光伏发电系统。为了弥补国内的技术空白,中国科学技术部于1996年11月下达了“15kw级并网逆变/控制一体化机”,“九五”国家重点科技攻关项目。我国的光伏发电研究现状如下:
1.国内的光伏并网发电正在悄然兴起,已经建成的光伏并网发电项目已经有10座;
2.国家“九五”和“十五”攻关项目:5kw、20kw和50kw并网光伏发电系统;
3.北京市计科能源新技术开发公司和合肥工业大学能源研究所共同协作,以成功研制出“3kw可调度型并网逆变器”样机,并于1999年7月13日正式通过了科技部组织的项目验收;
4.深圳园博园光伏发电系统已在用户侧并网,容量为1000kw,为亚洲第一,在国际上也为数不多。在广东南澳岛上正在进行有益的尝试,将光伏发电与风电互补上网,第一期30kw已经并网,运行情况良好,第二期70kw工程正在筹建中;
5.北京上地技术开发区软件园50kw蝶型屋顶并网光伏发电系统;
6.北京天普公司的10kw和100kw的并网发电系统;
7.首都博物馆300kw屋顶并网光伏系统;
8.北京市计科公司生产基地10kw的可调度式并网光伏发电系统;
9.位于昌平区的北京生态园的屋顶发电系统;
10.即将开始的奥运场馆和奥运公园的光伏发电项目等。
三、可调度式并网系统的结构及原理
光伏并网发电系统分为可调度式并网系统(带少量蓄电池)和不可调度式并网系统(不带蓄电池),后者由于没有蓄电池,造价相对较低,但由于不能够控制上网时间,作为调峰使用效果较差,这类并网系统要求逆变器只有单一的并网工作模式,当电网失电时停止工作。国外开发可调度性并网系统的目的是电网调峰,虽然带有蓄电池,但其容量只要求满足每天34h调峰,不像独立光伏系统要求存储容量满足34d使用,因此造价比独立光伏系统大大下降。由于上网时间可以控制,可调度式并网系统的调峰效果大大提高,深受电力部门的欢迎。可调度式并网系统要求逆变器同时具有独立工作和并网工作两种模式,具有更大的灵活性,更容易被电力部门作为电力调峰所接受。
目前关于可调度型并网逆变器的研制方案大多是采用80c9616位单片机配合d/a转换和mosfet功率模块实现spwm正弦脉宽调制电流同步跟踪并网逆变/独立逆变的切换控制等功能。
下图为并网逆变器电路原理图:
