一種分布式民用光伏-儲能-市電混合型供電系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)

1、<p>　　一種分布式民用光伏-儲能-市電混合型供電系統(tǒng)應(yīng)用設(shè)計(jì)</p><p>　　摘要：近年來，光伏發(fā)電已成為一種重要的分布式發(fā)電形式，逐步的進(jìn)入民用。為了有效的滿足家庭使用，重點(diǎn)介紹采用光伏發(fā)電系統(tǒng)、鋰電儲能系統(tǒng)、充放電管理系統(tǒng)、用戶側(cè)電力情況、市電介入及控制管理系統(tǒng)整合運(yùn)行等設(shè)計(jì)內(nèi)容。通過光伏電源、蓄電儲能系統(tǒng)和家用電網(wǎng)的友好介入，實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電和市電互補(bǔ)性支持負(fù)載，有效起到節(jié)能效果。 </

2、p><p>　　關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電； 鋰電儲能；混合供電管理；雙向逆變 </p><p>　　Abstract：In recent years，The photovoltaic power generation has become an important form of distributed generation，Step-by-step into the civilian。In orde

3、r to meet the family，F(xiàn)ocuses on the use of photovoltaic power generation system，Lithium energy storage systems，Discharge management system，User side of the power situation，City of electrical intervention and control mana

4、gement system integrated the run design content。By Photovoltaic power、The friendly intervention of electrical，storage of energy </p><p>　　Keywords：photovoltaic power generation；lithium energy storage；a mixed

5、 supply management；bidirectional inverter </p><p>　　中圖分類號：S611 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號： </p><p><b>　　0引言 </b></p><p>　　太陽能具有資源豐富、開發(fā)方便、清潔無污染等優(yōu)點(diǎn)，光伏發(fā)電作為太陽能發(fā)電的主要應(yīng)用形式，已成為一種重要的分布式發(fā)電技術(shù)。隨著

6、光伏、風(fēng)電等可再生能源發(fā)電技術(shù)的發(fā)展，分布式發(fā)電日漸成為滿足負(fù)荷增長需求、提高能源綜合利用效率、提高供電可靠性的一種有效途徑，并在配電網(wǎng)中得到廣泛的應(yīng)用。 </p><p>　　但分布式發(fā)電的大規(guī)模滲透也產(chǎn)生了一些負(fù)面影響，如單機(jī)接入成本較高、控制復(fù)雜、對大系統(tǒng)的電壓和頻率存在沖擊等。這限制了分布式發(fā)電的運(yùn)行方式，削弱了其優(yōu)勢和潛能?；旌蟿恿π拖到y(tǒng)設(shè)計(jì)為發(fā)電技術(shù)及可再生能源發(fā)電技術(shù)的整合和利用提供了靈活、高效的平

7、臺。 </p><p>　　光伏發(fā)電受光照和溫度等外界條件的影響較大，其功率輸出具有較強(qiáng)的波動性與間歇性，給電能質(zhì)量和電網(wǎng)調(diào)度帶來了很大的挑戰(zhàn)，因此在家庭應(yīng)用中配備一定的儲能裝置組成光伏-蓄電池混合發(fā)電系統(tǒng)，改善系統(tǒng)動態(tài)和靜態(tài)特性特性。 </p><p>　　本文首先介紹含鋰電池儲能的光伏發(fā)電和市電混合供電設(shè)計(jì)系統(tǒng)的詳細(xì)方案，其特征是： </p><p>　　集光伏

8、、市電和錳酸鋰電池供電為一體；具有邏輯控制功能；逆變輸出純正的正弦波；同時具有電壓調(diào)整功能，輸出電壓穩(wěn)定可靠。通過光伏發(fā)電、儲能和市電控制管理系統(tǒng)研究和設(shè)計(jì)，完成獨(dú)立光伏儲能發(fā)電接入工程總體技術(shù)方案，為實(shí)現(xiàn)綠色光伏電源無障礙介入提供技術(shù)指導(dǎo)。 </p><p><b>　　1總體方案設(shè)計(jì) </b></p><p>　　光伏發(fā)電陣列通過充電控制連接鋰電儲能系統(tǒng)，鋰電儲能

9、經(jīng)由一個雙向DC/DC 換流器通過充放電系統(tǒng)接入逆變單元，同時連接市電。市電輸出控制電路和隔離逆變都連接AC輸出接口。該系統(tǒng)以光伏發(fā)電用電為主，光伏發(fā)電不足時由市電介入，在沒有市電和光伏發(fā)電不足時采用蓄電逆變支持負(fù)載工作的先后順序。 </p><p>　　2光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　2.1 光伏電池陣列設(shè)計(jì) </p><p>　　系統(tǒng)的光伏組件選用功率

10、為195 Wp 的單晶硅太陽電池組件，工作電壓約為36.5 V，開路電壓約為41 V。根據(jù)家庭用電情況滿足室內(nèi)照明、冰箱、電視、電腦等用電設(shè)備。系統(tǒng)電壓DC48V，雙向逆變器功率為2KW，光伏方陣為4塊195Wp組件，采用2串2并方式連接。 </p><p>　　光伏電池是光伏發(fā)電系統(tǒng)中最基本的電能產(chǎn)生單元，單體電池的輸出功率較小，需經(jīng)串并聯(lián)形成光伏陣列以獲得較高的輸出電壓和較大的輸出功率。 </p>

11、<p>　　太陽電池的輸出特性 </p><p><b>　　光伏性能圖 </b></p><p><b>　　3蓄電系統(tǒng)設(shè)計(jì) </b></p><p>　　3.1 儲能裝置選擇 </p><p>　　綜合比較各種儲能技術(shù)在新能源發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用特點(diǎn)，鋰電池作為新型綠色儲能產(chǎn)品，具有壽命

12、長、體積小、容量大等特點(diǎn)，在該項(xiàng)目中我們選用錳酸鋰電池，在功率配比、循環(huán)使用壽命、使用費(fèi)用等各個方面，均比較適合本項(xiàng)目的設(shè)計(jì)要求。 </p><p>　　3.2 儲能裝置充放電系統(tǒng) </p><p>　　對于儲能系統(tǒng)，設(shè)計(jì)采用雙向逆變器實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電、鋰電池儲能系統(tǒng)與市電的能量交互。雙向逆變器采用逆變/充電一體機(jī)可以實(shí)現(xiàn)純正弦波輸出交流電壓，以及在交流逆變器中集合了蓄電池充電功能、交流自動切

13、換開關(guān)等。該儲能系統(tǒng)配置的監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控范圍覆蓋充電電流、蓄電池容量等各方面。充、放電電流實(shí)時測量，系統(tǒng)同時實(shí)時監(jiān)控電壓值，以保證系統(tǒng)運(yùn)行在最佳狀態(tài)下，延長系統(tǒng)使用時間。 </p><p>　　4市電接入及控制管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) </p><p>　　4.1市電介入工作模式 </p><p>　　該工作模式為當(dāng)光伏不處于發(fā)電狀態(tài)或光伏發(fā)電不能滿足負(fù)載用電時，由市電（交流）輸

14、入經(jīng)隔離變壓器隔離降壓后，經(jīng)整流器進(jìn)行整流濾波，由逆變器逆變后給負(fù)載提供純正弦波電能。同時市電通過整流后可以為蓄電進(jìn)行充電。 </p><p>　　4.2整體控制管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理 </p><p>　　具體工作原理如下： </p><p>　　1）、當(dāng)日照充足，系統(tǒng)光伏輸入功率大于負(fù)載功率時，保持長期由光伏輸入經(jīng)逆變DC-AC轉(zhuǎn)換，輸出交流電向負(fù)載提供電能，同時對逆

15、變器后備鋰電電池進(jìn)行充電，直至鋰電電池組電壓充到設(shè)定的過高壓保護(hù)點(diǎn)Vch值。 </p><p>　　2）、當(dāng)日照不充足或光伏輸入功率小于負(fù)載功率時，當(dāng)鋰電電池組電壓降低到設(shè)定點(diǎn)Vb時，由蓄電逆變轉(zhuǎn)為市電交流供電，并且交流電經(jīng)由逆變控制單元和光伏發(fā)電同時向鋰電電池組進(jìn)行充電。當(dāng)逆變器后備電池組電壓恢復(fù)到Vch時，斷開交流供電，重新由光伏輸入或逆變器后備電池組對負(fù)載提供電能。 </p><p>

16、;　　3）、當(dāng)光伏電池處于不發(fā)電狀態(tài)時，該系統(tǒng)將處于交流市電供電模式，同時由交流供電經(jīng)由雙向逆變單元向后備鋰電電池組進(jìn)行充電。只有當(dāng)具有光伏發(fā)電時轉(zhuǎn)至1和2狀態(tài)。 </p><p>　　4）、該系統(tǒng)供電由三路供電組成，分別為市電供電模式，后備鋰電電池提供供電模式以及光伏發(fā)電供電模式。根據(jù)工作環(huán)境按1）、2）、3）的邏輯模式工作。 </p><p><b>　　系統(tǒng)原理圖 <

17、/b></p><p><b>　　5結(jié)論 </b></p><p>　　本系統(tǒng)設(shè)計(jì)具有真正包含光伏發(fā)電、蓄電儲能和市電接入的實(shí)際運(yùn)行能力，能夠真正實(shí)現(xiàn)分布式光伏發(fā)電、蓄電儲能和市電供電之間的混合式供電。通過光伏發(fā)電和市電接入有效的保證系統(tǒng)供電的穩(wěn)定可靠，可體現(xiàn)分布式光伏發(fā)電、市電接入及儲能系統(tǒng)智能協(xié)調(diào)工作，有利于光伏分布式發(fā)展和提高光伏發(fā)電經(jīng)濟(jì)效益。 <

18、/p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　[1]王志群，朱守真，周雙喜. 分布式電源對配電網(wǎng)電分布的影響[J]. 電力系統(tǒng)自動化，2004，28（16）：55-60. WANG Zhi-qun，ZHU Shou-zhen，ZHOU Shuang-xi.Impact of distributed generation on distribution

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