。：…。：型出趟。垫。业燮生堂…地垂蝉燮塑！幽一㈣幽燮塑一婴；。一。…！曼！曼ＳＯＬＡＲ壁ＥＮＥＲＧＹ堕璺■王长贵三应用实例１５ｋＷ并网光伏发电试验系统该系统是科技部安排的“九五”国家重点科技攻关项目，由北京市计科能源新技术开发公司与合肥工业大学能源研究所承担。该项目建于北京市大兴芦城工业区天普庄园的公寓楼，投入运行以来，电网安全可靠，发电正常，并网良好，达到设计指标，于图９５ｋＷ。可调度型并网光伏发电实验系统构成２０００年１２月通过了科技部组织的攻关成果验收。该系统将控制、逆变、配电３部分做成一体化（１）系统类型机，机柜上部分为并网电量计量、使用电量计量及系统为可调度型并网光伏发电系统。经计算，操作开关，中部为并网逆变器，下部为最大功率跟该系统蓄电池的配备容量仅为独立光伏发电系统的踪（ＭＰＰＴ）控制器，其原理图如图１０所示。１／４，因而与独立光伏电站相比可节省蓄电池购置费７５％左右。（２）系统构成系统主要由太阳电池方阵、控制器、蓄电池组、并网逆变器和交流配电柜５大部分组成，其方框图如图９所示。图１０ＪＫＢＷ－９６Ｖ／５ｋＶＡ并网逆变／控制一体机原理（接上页）对于温室型太阳能干燥器，应充分利用温室的物料内部的特性包括被干燥物料的成分、结有效采光面积，将物料均匀摊开，尽量多地直接接构、导热系数、比热容、含水率、水分与物料的结受太阳光以加速干燥过程。对于集热器型干燥器，合形式等。不同的物料具有不同的干燥特性，而且由于热空气温度较高，干燥强度较大，可适当加厚即使同一种物料在不同的干燥阶段也会表现出不同料层。一般来说，厚层堆叠干燥方式的热利用效率的干燥特性。只有充分掌握干燥过程中物料的内部比较高，但料层不宜过厚，否则容易干燥不均匀，且特性，才能确定合理的干燥工艺，并设计出有效的干燥作业所需时间较长。太阳能干燥装置。对于片状物料，则应使物料表面充分暴露于空（２）物料的尺寸与形状气之中，如皮革、烟叶、丝绵、纸张、面条等，多从干燥和水分扩散角度出发，物料直径越小或采用悬挂方式干燥。料层越薄越好。这样不但能使气一固间接触面积增总之在减速干燥阶段，物料的性质和形状等对加，而且缩短了物料内部扩散的距离，减少了减速干燥速率起决定性作用。物料的初始和最终含水率，干燥阶段的时间。但是颗粒愈小，颗粒间的孔隙率决定了每千克物料必须除去的水分量，影响着干燥———●萝———一——————愈小，气流穿透阻力增加；如果料层太薄，会出现各阶段所需时间，从而影响干燥周期。因此，对于干燥生产力降低、料层漏风等情况。因此，必须根初始游离含水率很高的物料，可先用机械脱水方法据实际情况适当控制。降低物料的初始含水率，并合理选定最终含水率，（３）物料的堆置方式有助于缩短于燥周期。嘲ＳＯＬＡＲＥＮＥＲＧｙ３／２００８万 方数据（３）主要参数①太阳电池方阵。由１１２块单晶硅太阳电池组件组成，总功率为５０００Ｗ。。单体电池尺寸为１００ｍｍＸ２４块组件串联，９组子方阵并联。支架抗风性能：在２０．７ｍ／ｓ的风速下不损坏。②太阳电池直流配电盘。其主要功能是将太阳电池方阵分为９组子方阵并联配送给并网光伏逆变器。每组子方阵均配有防反充二极管，以防止出现逆流现象，保护太阳电池方阵。装有防雷装置，以防雷击。③１０ｋＷ并网光伏逆变器。其主要功能是将太阳电池方阵发出的直流电逆变成三相交流电送入电网。可对太阳电池方阵实行最大输出功率跟踪（ＭＰＰＴ），以提高发电量。具有完善的并网保护功能，以保证系统的安全可靠。主回路采用模块化设计，安装维修方便。直流输入的主要技术参数：额定电压为ＤＣ４００Ｖ，并网运行电压范围为ＤＣ２００～５００Ｖ，ＭＰＰＴ动作范围为２００～５００Ｖ。并网发电运行的主要技术参数：相数／线数为３相／４线，额定容量为１０ｋＷ，波形为纯正弦波，逆变效率为＞９０％（额定输出时），额定电压为ＡＣ３８０Ｖ±１５％，输出频率为５０Ｈｚ，输出基波功率因数为＞０．９８（额定输入输出时），电流谐波含量为总和＜５％、各次＜３％（额定输入输出电压谐波含量＜３％时）。④１０ｋＷ并网光伏发电系统显示板。可实时显示系统的工作参数，包括：直流输入电压、电流和功率，交流输出电压、电流和功率，以及累计输出电量等，以便及时、直观地了解和掌握系统的运行情况。显示屏具有ＲＳ一２３２和ＲＳ．４８５两种串行通信接口，通过其中一种通信接口可以和逆变器主机建立数据通信联系，逆变器将有关运行数据传送到显示屏显示。显示屏内部由１片微控制器控制。（３）１０ｋＷ并网光伏发电系统的技术特点并网逆变器是整个系统的核心部件和技术关键。１０ｋＷ并网光伏逆变器的主回路部分，主要由输入断路器、直流噪声滤波器、电容电感、ＤＣ／ＤＣ升压器、ＤＣ／ＡＣ逆变器、ＬＣ滤波器、三相变压器、交流噪声滤波器、电能表、接触器和断路器等构成；控１００ｍｍ。组件尺寸长９７６ｍｍ、宽４３６ｍｍ、厚３７ｍｍ。组件功率４５～４８Ｗ。。⑦蓄电池组。配用ＧＦＭ一３０全密封免维护工业用固定型铅酸蓄电池４８只，组成９６Ｖ／３００Ａｈ的蓄电池组。③控制器。为最大功率跟踪（ＭＰＰＴ）控制器，具有如下功能：计算机数据采集和通信，过电压、欠电压、防雷保护，故障判断和控制。④并网逆变器。具有并网运行与独立运行双功能，输入电压ＤＣ９６Ｖ，谐波失真度≤５％，逆变效率＞８５％，跟踪电网频率误差≤２％，输出电压调整率≤±５％，电网掉电可自动保护，可对过电流和短路进行保护。⑤交流配电柜。具有逆变器并入和退出电网控制、交流电网供电控制、并网电量计量、使用电量计量等功能。２１０ｋＷ并网光伏发电系统该系统是北京市科委于２００１年ｌ１月下达给北京市太阳能研究所的科技项目。项目于２００２年１２月１１日通过北京市科委组织的专家组验收。（１）系统构成系统由１０ｋＷ太阳电池方阵、太阳电池直流配电盘、１０ｋＷ并网光伏逆变器和１０ｋＷ并网光伏发电系统显示板４大部分组成，如图１１所示。图１１ｔｏｋＷ太阳能并网发电系统结构制部分包括ＤＳＰＣＰＵ控制板、驱动检测回路、仪表显示面板开关和控制电源等。并网逆变器的结构如图１２所示。该逆变器采用的国际先进技术有以下几点：①三相电流统一控制和空间矢量ＰＭＷ技术，提高了逆变器性能，保证交流输出波形为“纯正弦（２）系统各组成部分主要技术特征①太阳电池方阵。５０Ｗｐ多晶硅太阳电池组件组成总功率１０ｋＷｐ的方阵。主要电性能参数：开路电压ＤＣ５１０Ｖ，短路电流ＤＣ２７Ａ，最佳工作电压ＤＣ４０８Ｖ，最佳工作电流ＤＣ２５Ａ。方阵连接方式：——————————＠—————————————一万方数据 Ｓ０嗽日蛀三ｆｔａＹ３／２００８ＳＯＬＡＲＥＮＥＲＧＹ！霸墼匦邕璺兰盟一业些堡塑一生堡兰塑型。。坚生型堂堂塑燮塑幽幽燮型型竖丝…壁蚴幽燮燮一型塑整啦。。…．能源利用方式之一。在国外，户用并网光伏发电系统已经在政府的推动下得到了长足发展，如日本从１９９４年即开始推广民用住宅屋顶光伏工程。而我国城市中的ＢＩＰＶ户用光伏发电系统还停留在试验性阶段，大范围应用尚未开展。深圳市能联电子有限公司建设的户用并网光伏系统在这方面做了大胆探索，建成了２．５ｋＷ的ＢＩＰＶ并网户用光伏系统和８ｍ２绝缘ＲＳ２３２通信口的太阳能热水器利用系统。图１２１０ｋＷ并网光伏系统并网逆变器结构（２）系统介绍波”，消除了对电网的污染；该系统位于深圳市市区一栋２０层住宅楼的楼②往复最大功率点搜寻追踪技术，实现了最大顶。２．５ｋＷ的ＢＩＰＶ并网光伏系统产生的电能通过双功率点跟踪，提高了系统的总发电效率；向逆变器供给该用户的部分家电负载的用电需求。③被动式和主动式两种“孤岛”检测技术，保当太阳能发电量大于等于即时的负载需求时，可直证可靠地检出“孤岛”现象，确保人身和设备安全；接由太阳能供给负载的电能需求，并且可以将多余④模块化的主回路设计，便于设备的组装和维修。的电能返给电网；当太阳能不足以满足负载需求时，（４）１０ｋＷ并网光伏发电系统电能质量测试由市电供给负载的需求，并同时给蓄电池充电。当并网光伏发电系统成功的重要标志，是上网的市电故障时，可以由蓄电池给交流家电负载供电。电能质量符合国家标准要求，对电网无不良影响。此系统利用一台ＰＣ兼容机和调制解调器可以实现本项目请北京电能质量管理部门北京供电局科技处遥控遥测功能。为了实现安全的数据传输和控制指对上网电能质量进行了测试。测试依据ＧＢ／Ｔ１５９４５—令的传输，在该系统中使用了远程系统控制软件１９９５《电能质量电力系统频率允许偏差》、ＧＢ／ＡＥＳ．ＬＩＮＫ。图１３为可进行遥控遥测的系统连接原Ｔ１２３２５．１９９０《电能质量供电电压允许偏差》、ＧＢ／理图。Ｔ１４５４９－１９９３《电能质量公用网谐波》、ＧＢ／Ｔ１５５４３—１９９５《电能质量三相电压允许不平衡度》、ＧＢ／Ｔ１２３２６—２０００《电能质量电压波动和闪变》等国家标准。测试仪器为北京供电局科技处的Ｆｌｕｋｅ一４１型Ｂ级单相电能质量测试仪、ＭＥＭＯＢＯＸ６８６型Ａ级电压质量测试仪和ＡＣＥ２０００型Ａ级三相电能质量测试仪。测试结论为：“光伏发电系统未并网时，电网的电能质量满足国标要求；在光伏发电系统并网输出各种功率的情况下，电网的电能质量仍能满足国标要求，光伏发电系统的投运未对电网电能质量造成不良影响。”电能质量的综合测试数据见表１。表ｌ电能质量综合测试数据图１３遥控遥测的系统连接原理（３）系统配置①使用了３２块由深圳市能联电子有限公司提供的无边框光伏组件，峰值功率２５６０Ｗ。组件安装在屋顶的斜面上，朝向为正南方，倾斜角度为２０。。采３深圳户用并网太阳能光伏示范系统用多晶硅太阳电池，组件呈深蓝色，与屋顶斜面上（１）背景所铺设的蓝色瓦片颜色协调一致。组件采用８串联户用并网光伏系统是非常有发展前景的可再生Ｘ４并联的连接方式，最大工作电压１４０．８Ｖ，最大万 方数据ＳＯＬＡＲＥＮＥＲＧＹ３／２００８ＳＯＩ．ＡＮＥＮＥＲＧＹ垦垦匦墅一———蔓型ｍ。轴蔓生。拭Ⅲ型坐奠型羔！翌曼兰羔。苎¨生立蔓一生鳖坐生燮塑坐塑型型｝！！丝型堕生燮塑塑鲨型奠二Ｌ竺型型≈托蔓牛生！生；％竺坠…型嘲巾邕型ｊ墼甜型：工作电流１８．２０Ａ。②使用由深圳华达电源有限公司提供的ＧＭＦ一２００型深放电阀控吸液式密封铅酸蓄电池５４只，组成２００Ａ・ｈ／１０８Ｖ蓄电池系统。③该户用并网光伏系统的核心设备为ＡＥＳ公司生产的单相ＳＭＤ逆变器。ＳＭＤ逆变器为并网逆变器，输出波形为正弦波。它内含一个双向逆变器和三块性能优良的微处理器，可以为本地负载提供合格的电源，并可作为一个在线的ＵＰＳ（不问断电源）工作。该逆变器提供了有关系统资源的广泛的数据采集系统，包括历史数据记录、数据累计计量记录以及历史事件记录。④该户用光伏系统主要是为一户住宅的部分家用电器的负载供电。由光伏发电系统供电负载的每天耗电量约为７．５５ｋＷ・ｈ。（４）系统分析使用壳牌太阳能公司ＰＶＤｅｓｉｇｎｅｒ专业设计软件对已安装的并网发电系统进行系统发电分析，系统的理论平均发电量为３２２７．３ｋＷ・ｈ。该系统实际上包含了独立系统和并网系统两种工作模式。下面把该系统与独立系统及并网系统（无蓄电池）的性能作一比较。①相对于独立光伏系统负载缺电率：因为在并网系统中使用了市电，在考虑相同成本的情况下，本系统的负载缺电率比独立光伏系统要低。成本比较：在考虑相同的负载缺电率的情况下，为了满足年平均每天７．５５ｋＷ・ｈ的用电量的需要以及５天的自给天数，需要安装３．６ｋＷ的独立光伏系统才能满足实际需要。该独立系统的设计项目和成本见表２。表２独立系统设计项目和成本的经济分析算法，认为蓄电池５～６年更换一次，则在使用寿命期中需更换蓄电池３次。考虑到控制器和逆变器的维护成本约为初始成本的２０％，可以计算出使用独立系统发电成本为５．８１元瓜Ｗ・ｈ，大于高于本系统的发电成本。系统维护：在本系统中，蓄电池长期处于浮充状态，从而会延长蓄电池的使用寿命。而独立系统的蓄电池的充放电次数要高于本系统，所以蓄电池的维护和更换次数也要高于本系统。②相对于并网系统（无蓄电池）负载缺电率：因为并网系统（无蓄电池）中没有蓄电池，所以在无太阳能输入并且市电故障的时候，系统会停止给负载供电，而本系统在该情况下可以由蓄电池供电，因此并网系统（无蓄电池）的负载缺电率要高于本系统。系统维护：因为没有蓄电池，所以并网系统（无蓄电池）的系统维护要比本系统简单。（５）减排效益利用光伏发电每产生１００００ｋＷ・ｈ电可以替代４ｔｃｅ，这样就避免了４ｔｃｅ的二氧化碳、二氧化硫、氮氧化物和烟尘的排放。表３为相关的减排系数和单位减排效益。表３减排系数和单位减排效益对于光伏系统，根据上述所算的该系统的年发电量３２２７．３ｋＷ・ｈ，可以计算得出在２０年内该系统的累计发电量为６４５４６ｋＷ・ｈ，即相当于少用２５．８２ｔｃｅ。对于太阳能光热系统，由计算可知，平均每年相当于少用电４０３５．３６ｋＷ・ｈ，该系统的使用寿命为１５年，在１５年中累计可以节约用电６０５３０．４ｋＷ・ｈ，相当于少用２４．２１ｔｃｅ。这样，在两个系统的寿命周期内，总共相当于减少使用约５０ｔｃｅ，其累计减少的各项有害物质排放以及由此产生的效益见表４。表４光伏系统和太阳能热水泵系统减排量及效益这样，独立光伏系统的初始投资为２２６４００元，而该系统的初始投资为１６１５２０元。为了满足同样负载需求，该系统的初始投资仅为独立系统初始投资的７１．３４％，考虑２０年工作寿命，根据下面所使用总计减排效益为１０４２２．０５元。圈———————————————《泸———————一一万方数据 ＳＯＬＡＲＥＮＥＲＧＹ３／２００８并网光伏发电系统综述(下)
作者：作者单位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次数：
王长贵
太阳能
SOLAR ENERGY2008，\"\"(3)0次
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