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能源環境新聞

光伏發電技術中的核心問題解析(二)

星之球激光 來源:佳工機電網2012-03-22 我要評論(0 )   

5 逆變器 疊加使用和控製逆變-體(ti) 機的優(you) 缺點 5.1逆變器疊加使用 在光伏電站中使用的逆變器也可以稱為(wei) 獨立式逆變器,這種逆變器在輸出電能的同時自己建立一個(ge) 220V/50Hz的...

 5逆變器疊加使用和控製逆變-體(ti) 機的優(you) 缺點

  5.1逆變器疊加使用

  在光伏電站中使用的逆變器也可以稱為(wei) 獨立式逆變器,這種逆變器在輸出電能的同時自己建立一個(ge) 220V/50Hz的電網。

  一般情況下,這種逆變器不能直接將多台逆變器的交流輸出並聯疊加使用。因為(wei) 每台逆變器都有自己獨立的電壓、頻率和相位特性,即便是同時開機投入工作,也無法保證各台逆變器輸出的電壓、頻率和相位完全相同,導致電網波形失真,電壓電流漂移,會(hui) 造成電網無法工作,嚴(yan) 重的會(hui) 導致逆變器輸出電流反向而形起逆變器損毀。

  如果確實有必要將多台逆變器並聯使用,以擴大逆變器輸出的容量,就必須選用可以並機工作的逆變器型號。在這種情況下,一台逆變器稱為(wei) 主機,其他逆變器稱為(wei) 從(cong) 機,由主機建立電網確定電網的電壓、頻率和相位等基本參數。同時向從(cong) 機發出同頻同相指令,從(cong) 機根據該指令向電網中輸人完全相同的交流電能,如果從(cong) 機和主機的頻率相位產(chan) 生偏差,從(cong) 機就應該隨時糾正該偏差,使其發出的電能參數保持與(yu) 主機一致。主機在發出同頻同相指令的同時,還會(hui) 向從(cong) 機發出功率調節指令,保證輸出功率在各台逆變器之間的平衡,防止個(ge) 別主機負載過大,而另外一些主機負載過小的現象。

  5.2控製逆變一體(ti) 機的優(you) 缺點

  控製逆變一體(ti) 機的優(you) 點有:光伏充電和逆變器組合在一起,體(ti) 積小,接線少,使用簡單,維護方便、性價(jia) 比高,整機效率高,特別適合戶用係統。控製逆變一體(ti) 機內(nei) 部保護電路齊全,具有輸入過壓、輸入欠壓、輸出過載、輸出短路、輸人直流接反、過熱保護等保護措施,可以有效地保證使用過程中的使用安全。控製逆變一體(ti) 機的缺點也同樣明顯,由於(yu) 充電器容量和逆變器容量都固定,不能調整,所以不適合發電和用電負荷不匹配的係統。

6離網光伏發電係統的壽命

  離網光伏發電係統主要設各壽命如下:蓄電池的使用壽命通常為(wei) 5年左右,逆變器壽命為(wei) 10年左右,光伏組件的壽命為(wei) 20~25年,一般情況下認為(wei) 離網光伏發電係統壽命為(wei) 20年,因此在壽命周期內(nei) 需要進行蓄電池、控製器和逆變器的更換。

  7局部電網的設計

  局部電網設計需要考慮電源點建設、電網架構的構成、負載的匹配和管理等內(nei) 容。規劃局部電網中的電源點應該首先考慮建設當地的自然資源情況,由於(yu) 這類電網一般地處邊遠地區,電站類型的選擇應以水電、光電、風電等可再生能源為(wei) 主要考量。電站容量的選擇應以當地的社會(hui) 經濟發展水平為(wei) 依據,做出合理的負荷預測,以滿足5~10年內(nei) 用電需求為(wei) 準。如有可能應該盡量規劃多個(ge) 不同種類電站聯網運行的工作模式,達到充分利用各種自然資源,發揮資源互補的優(you) 勢。

  局部電網的架構建設一般以220v/380Ⅴ的低壓配電係統為(wei) 主,以便減少變電所帶來的電能損耗,如果出現電源點距離負荷中心過遠等必須進行輸變電的情況,按照距離的遠近選擇合理的輸變電電壓等級。低壓電網的配電形式一般以樹狀結構為(wei) 主,便於(yu) 電網的檢修和故障的排除。如果有兩(liang) 個(ge) 以上的電源點聯絡線可以環網或者雙回等方式連接,以提高供電和輸配電的可靠性。局部電網中應該分級設置繼電保護裝置,根據輸配電線路的電纜型號和長度分級計算各保護點短路電流等參數,選用適合的繼電保護產(chan) 品設置合理的保護參數,保證電網的安全運行。

  局部電網由於(yu) 範圍小、能量來源有限、網絡脆弱,對於(yu) 接人電網的負載必須嚴(yan) 格管理,嚴(yan) 禁私拉亂(luan) 接等現象的發生,限製大功率負載(如電爐、電暖氣、中央空調等)和大衝(chong) 擊負載(大容量電動機、電焊機等)的使用。對於(yu) 電網負荷應按用戶的不同分級管理,對於(yu) 黨(dang) 政機關(guan) 、軍(jun) 事單位、學校、銀行等關(guan) 鍵部門應列為(wei) 隨時保障供電的一級負載範圍;對於(yu) 居民、商店等列為(wei) 非緊急情況下正常供電的二級負載;對於(yu) 一般工廠、飯店、娛樂(le) 場所應列為(wei) 不保障持續供電的二級負載,實現有限電力能源的合理有序分配。

  8光伏電站的跟蹤監控和運行數據分析與(yu) 評估

  光伏發電係統還屬於(yu) 新生事物,還沒有達到推廣應用的規模化。目前存在距離遙遠、當地技術水平低、獨立電網容量有限等不利條件,增加了管理好光伏電站的難度。因此,實施對電站的運行監控,通過對係統運行的數據進行科學分析,找出內(nei) 在規律,為(wei) 係統優(you) 化設計提供可靠依據,為(wei) 更大規模的推廣獨立光伏發電係統作出貢獻。

  8.1電站監控內(nei) 容

  (1)當地的光照和風力資源:每天各時段陽光輻射強度和光照時間,每天各時段風速和風向。

  (2)天氣情況(溫度、雷擊、沙塵、冰雹、雨雪、雲(yun) 霧等)。

  (3)係統各發電子係統在各時段的發電功率和發電量。

  (4)充電控製器在各時段的工作狀態。

  (5)蓄電池組在各時段的工作狀態。

  (6)係統負載在各時段的工作狀態。

  (7)係統故障統計。

  8.2監控手段和方法

  (1)對於(yu) 沒有安裝自動數據采集裝置的電站,采用人工讀數的方法記錄數據。為(wei) 了保證數據的真實(可靠、準確,電站工作人員在參加培訓時必須學會(hui) 、濃懂如何正確讀表、測量和填寫(xie) 工作日記的表格。業(ye) 主公司的專(zhuan) 業(ye) 技術人員定期校對、核實各電站的工作日記。電站的工作日記必須存檔備案,不得遺失和損壞。人工記錄工作日記是自始至終每天必做的工作。

  (2)對於(yu) 安裝了自動數據采集裝置的電站,由專(zhuan) 業(ye) 技術人員定期讀取記錄,或由當她電站工作人員經專(zhuan) 門培訓定期更換數據記錄磁盤,郵寄給專(zhuan) 業(ye) 數據收集人。

  (3)在具各通信條件的電站,可以建立遠程監控係統,由專(zhuan) 業(ye) 技術人員進行實時監控,遠程自動采集數據。

  8.3電站運行數據分析與(yu) 評價(jia)

  在獲取完整數據的基礎上,應分析並完成下述評估內(nei) 容。

  (1)每月、每年光伏電站提供的電量。

  (2)每月、每日全村的用電需求量和各負載的耗電量。

  (3)每月24小時能量流圖。

  (4)係統各主要設各的工作性能和潛力。

  (5)供電餘(yu) 量分析。

  (6)負載發展預測。

  (7)故障分析及預防措施建議。做好光伏電站的跟蹤監控和評估工作,有助於(yu) 改進管理製度,進一步完善光伏電站,充分發揮係統的潛能,使係統在最佳狀態下運行,獲得最好的經濟效益和社會(hui) 效益。

  9離網光伏發電係統的成本分析

  投資成本和運營成本構成了離網光伏發電係統的主要成本。但是需要注意的是,一個(ge) 離網光伏發電工程,尤其是偏遠地區的農(nong) 村的離網光伏發電工程,給整個(ge) 社會(hui) 創造了額外的價(jia) 值,這並非是簡單地將各個(ge) 局部價(jia) 值相加就能獲得的。其外部因素包括:有利於(yu) 環境、提高衛生、安全和教育水平、減少城市移民、促進民族團結、社會(hui) 穩定和技術進步。這些好處的價(jia) 值,相比經濟性分析而言,更多的是出於(yu) 社會(hui) 效益和環境效益方麵的考慮。#p#分頁標題#e#

  離網光伏發電係統項目建設者要提交和工程有關(guan) 的各種成本說明是很重要的,成本可以分為(wei) 以下五個(ge) 部分:

  (1)初期投資(設備、基礎設施和安裝的成本);

  (2)設各更換成本(設各和安裝);

  (3)運行維護費用(工資和消耗材料成本);

  (4)能源服務費(業(ye) 主或能源服務公司的巡檢、維修服務費);

  (5)回收和拆裝費用。

提交給電站運營的係統成本說明至少應該包括以下四種;

  (1)年資金流動;

  (2)電站生命周期的全部成本;

  (3)核算後的發電成本;

  (4)每年的運行維護和更換費用。

  經過統計,自1998~2008年我國已經建成的⒛多個(ge) 離網光伏項目,MMW,大約%%以上都為(wei) 國內(nei) 政府無償(chang) 投資或國際政府無償(chang) 援助項目。

  10光伏發電係統的驗收內(nei) 容

  光伏發電係統驗收主要包括以下7部內(nei) 容:

  (1)方陣基座部分

  ·混凝土基座和地腳螺栓規格

  ·基座方位

  ·架空式方陣平台設各平台的尺寸和承載構件的規格

  (2)方陣機架部分

  ·安裝的牢固程度

  ·機架的傾(qing) 角

  ·可調式機架的傾(qing) 角調整範圍

  (3)太陽能電池方陣部分

  ·各子方陣的布線

  ·各子方陣的最大輸出功率

  ·組件連接線及方陣輸出電纜綁紮固定狀況

  (4)電源饋線部分

  ·饋線走向路線

  ·線間或線對地絕緣電阻

  ·穿線管口密封情況

  ·電纜端頭處理

  ·電源饋線與(yu) 控製櫃連接情況

  (5)控製櫃部分

  ·安裝位置和安裝的牢固程度

  ·外部接線

  ·通電試驗

  (6)蓄電池部分

  ·開口型蓄電池按廠家說明書(shu) 或通信電源設備安裝工程施工及驗收技術規範要求

  ·密封式蓄電池的箱體(ti) 加工情況

  ·蓄電池的定容量

  (7)係統防護部分

  ·接地係統的位置和接地電阻

  ·防雷接地裝置各部件連接方法

  ·避雷針的位置和高度

  ·設各蓄電池的抗震設防

  11太陽能光伏建築-體(ti) 化原則

  (1)生態驅動設計理念向常規建築設計的滲透:建築本身應該具有美學形式,而PV係統與(yu) 建築的整合使建築外觀更加具有魅力。建築中的pv板使用不僅(jin) 很好的利用了太陽能,極大的節省了建築對能源的使用,而且還豐(feng) 富了建築立麵設計和立麵美學。BIPV設計應以不損害和影響建築的效果、結構安全、功能和使用壽命為(wei) 基本原則,任何對建築本身產(chan) 生損害和不良影響的BIPV設計都是不合格的設計。

  (2)傳(chuan) 統建築構造與(yu) 現代光伏工程技術和理念的融合;引入建築整合設計方法,發展太陽能與(yu) 建築集成技術。建築整合設計是指將太陽能應用技術納入建築設計全過程,以達到建築設計美觀、實用、經濟的要求。BIPV首先是一個(ge) 建築,它是建築師的藝術品,其成功與(yu) 否關(guan) 鍵一點就是建築物的外觀效果。建築應該從(cong) 設計一開始,就要將太陽能係統包含的所有內(nei) 容作為(wei) 建築不可或缺的設計元素加以設計,巧妙地將太陽能係統的各個(ge) 部件融入建築之中一體(ti) 設計,使太陽能係統成為(wei) 建築組成不可分割的一部分,達到與(yu) 建築物的完美結合。

  (3)關(guan) 注不同的建築特征和人們(men) 的生活習(xi) 慣;合適的比例和尺度:PV板的比例和尺度必須與(yu) 建築整體(ti) 的比例和尺度相吻合,與(yu) 建築的功能相吻合,這將決(jue) 定PV板的分格尺寸和形式。PV板的顏色和肌理必須與(yu) 建築的其他部分相和諧,與(yu) 建築的整體(ti) 風格相統一例如,在一個(ge) 曆史建築上,PV板集成瓦可能比大尺度的PV板更適合,在一個(ge) 高技派的建築中,工業(ye) 化的PV板更能體(ti) 現建築的性格。

  (4)保溫隔熱的圍護結構技術與(yu) 自然通風采光遮陽技術的有機結合;精美的細部設計:不隻是指PV屋頂的防水構造,而要更多關(guan) 注的是具體(ti) 的細部設計,pv板要從(cong) 一個(ge) 單純的建築技術產(chan) 品很好的融合到建築設計和建築藝術之中。

  (5)光伏係統和建築是兩(liang) 個(ge) 獨立的係統,將這兩(liang) 個(ge) 係統相結合,所涉及的方麵很多,要發展光伏與(yu) 建築集成化係統,並不是光伏製作者能獨立勝任的,必須與(yu) 建築材料、建築設計、建築施工等相關(guan) 方麵緊密配合,共同努力,才能成功。

  (6)建築的初始投資與(yu) 生命周期內(nei) 光伏工程投資的平衡;綜合考慮建築運營成本及其外部成本。建築運營體(ti) 現在建築物的策劃、建設、使用及其改造、拆除等全壽命周期的各種活動中,建築節能技術、太陽能技術以及生態建築技術對與(yu) 建築運營具有重要影響。不僅(jin) 要關(guan) 注建築初期的一次投資,更應關(guan) 注建築的後期運營和費用支出,不但要滿足民眾(zhong) 的居住需求,也要關(guan) 注住房使用的耗能支出。另外,還應考慮二氧化碳排放等外部環境成本的增加等。

  12規劃先行是太陽能光伏建築-體(ti) 化的關(guan) 鍵

  解決(jue) 太陽能與(yu) 建築一體(ti) 化,解決(jue) 建築設計與(yu) 太陽能施工的協調統一,其實在技術上並不是難題,真正的難點在於(yu) 開發商的利益和公眾(zhong) 的節能意識。而這迫切需要政府部門在規劃預見性和規範性上先行一步。建議政府建設行政部門應提出或規定房屋建設與(yu) 太陽能施工”同步設計、同步施工、同步完成“的硬性要求。因此,麵對日益嚴(yan) 峻的能源形勢,節能建築的相關(guan) 規範或強製性標準的出台恐怕應當先行一步。在各級政府的政策導向和激勵機製的基礎上,提高職業(ye) 培訓和公眾(zhong) 教育程度,加強產(chan) 品(係統)檢測認證和建築準人製度,完善規範標準及相關(guan) 技術規程,發揮從(cong) 企業(ye) 到業(ye) 主等各個(ge) 層麵的積極性,共同推進太陽能光伏建築的有序健康發展。

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