光伏發(fā)電PV2資料

1、光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成Array控制器蓄電池逆變器交流(jioli)負(fù)載直流負(fù)載(fzi)組件串聯(lián)：要求各組件具有相同電流容量，輸出電壓為各組件之和組件并聯(lián)：各組件具有相同電壓輸出，陣列輸出電流為各族簡直和一個(gè)電池額定電壓0.45V，一個(gè)板由3640個(gè)電池串聯(lián)，總輸出1618V，可為12V蓄電池充電英利產(chǎn)品：每個(gè)電池輸出電流8A，電壓0.5V，一個(gè)組件由60個(gè)電池串聯(lián)，總輸出30V，240W共三十三頁陣列(zhn li)組成各板串聯(lián)后再并聯(lián)依據(jù)：逆變器工作點(diǎn)電壓和電流與電池板最大功率(gngl)點(diǎn)電壓和電流相匹配原則構(gòu)建350V，20A光伏陣列20個(gè)最大工作點(diǎn)電壓為17.5V組件串聯(lián)，（每個(gè)組件容量

2、120W或75W）構(gòu)成工作點(diǎn)電壓350V；（1）3列20組串聯(lián)、容量120W組件并聯(lián)120/17.5=6.8A 6.8*3=20.4A（2）5列20組串聯(lián)，容量為75W組件并聯(lián)75/17.5=4.28A 4.28*5=21.2A二極管：（1）屏蔽蓄電池或逆變器向光伏電池送電；（2）串聯(lián)組件上并聯(lián)二極管，某組件被遮擋不影響別的組件；（3）每串中串聯(lián)二極管，在并聯(lián)，防止某串遮擋而影響其他，隔離二極管（4）穩(wěn)壓管：在陣列終端共三十三頁陣列(zhn li)安裝1、入射角：盡量小，光線準(zhǔn)直入射陣列2、傾角：需每個(gè)季度調(diào)整傾角，通常在當(dāng)?shù)鼐暥燃?度3、一年調(diào)整兩次，春分當(dāng)?shù)貎A角減11度45分，秋分開始當(dāng)?shù)?/p>

3、緯度+11度45分4、方位角：太陽偏離東西方向的角度，太陽每小時(shí)移動(dòng)(ydng)15度24分，24小時(shí)移動(dòng)360度。5、正南方確定：立竿見影，最短的桿影對應(yīng)的太陽方向?yàn)檎瞎潭ò惭b陣列，接收能量因子2/=0.637，即損失約36.3的能量。晝夜變化影響因子：0.5赤道上無云遮擋太陽輻射1kw/m2，則當(dāng)?shù)?m2的陣列一天接收太陽輻射占地計(jì)算：以多晶硅15%效率計(jì)算，電池板150W p/m2，+支架+安裝傾角等， 折算為 100W p/m2， 1MW陣列占地10000m2 =15畝電池板功率選擇：用電最大負(fù)荷、平均最大日用電，當(dāng)?shù)厮募酒骄照铡Ｔ倏紤]備用電源，逆變器。共三十三頁太陽跟蹤系統(tǒng)對光伏

4、系統(tǒng)影響：1、25度角入射陣列比垂直入射輸出(shch)降低10%2、 理想跟蹤系統(tǒng)提高能量收集效率30%已上 聚光40倍的系統(tǒng)，0.5度跟蹤偏差 輸出效率下降10%； 跟蹤偏差大于5.5度 聚光點(diǎn)偏離電池，輸出功率降為零雙軸跟蹤(gnzng)系統(tǒng)1、東西水平軸跟蹤系統(tǒng)；2、南北水平軸跟蹤系統(tǒng)3、極軸跟蹤系統(tǒng)：組件平面的方位角0，傾斜角=當(dāng)?shù)鼐暥?，在極軸上的陣列以地球自轉(zhuǎn)角速度轉(zhuǎn)動(dòng)（15度/h）單軸跟蹤系統(tǒng)1、水平軸跟蹤系統(tǒng)：陣列繞垂直軸改變方位角，繞水平軸改變仰角，跟蹤太陽高度2、赤道軸跟蹤系統(tǒng)：平行于天軸（地軸）極軸，平行于天赤道的赤緯軸。極軸成南北向，傾角成當(dāng)?shù)鼐暥?；調(diào)整水平面=等于太陽

5、赤緯度；陣列對準(zhǔn)太陽，以15度/h繞極軸轉(zhuǎn)動(dòng)共三十三頁負(fù)載特性接入負(fù)載要求：要嚴(yán)格計(jì)算和限制(xinzh)接入的負(fù)載；選用節(jié)能型負(fù)載；合理安排用電負(fù)載評估：1、靜態(tài)評估：實(shí)際額定電流、電壓、額定有功(yu n)功率、額定無功功率、日耗電2、動(dòng)態(tài)評估：負(fù)載實(shí)際用電時(shí)間特性、負(fù)載啟動(dòng)特性、負(fù)載動(dòng)態(tài)頻率特性最大功率點(diǎn)匹配：使負(fù)載工作點(diǎn)=陣列最大工作點(diǎn)，陣列輸出最大阻性負(fù)載：伏安特性為電阻特性感性負(fù)載：電阻與電感組合，開關(guān)時(shí)有感應(yīng)引起的浪涌電流容性負(fù)載：電阻與電容組合，開關(guān)時(shí)有充放電的時(shí)間延續(xù)負(fù)載實(shí)際耗電：一般額定總負(fù)載功率發(fā)電系統(tǒng)額定功率（負(fù)載不是同時(shí)工作）負(fù)載動(dòng)態(tài)特性：負(fù)載啟動(dòng)特性產(chǎn)生的浪涌電流對

6、系統(tǒng)產(chǎn)生沖擊共三十三頁變換器直流變換器：將直流電壓電流(dinli)不同等級的電流(dinli)電壓交流變換器（逆變器）：直流交流共三十三頁離網(wǎng)系統(tǒng)Array工作(gngzu)點(diǎn)控制器電源(dinyun)變換器負(fù)載蓄電池戶用光伏系統(tǒng)：幾十幾百瓦，白天發(fā)電蓄電，夜晚用電小型系統(tǒng)獨(dú)立光伏電站：陣列、蓄電池、變換器、能量管理器、配電、輸電系統(tǒng)白天蓄電池充電，負(fù)載供電；夜晚，蓄電池逆向放電，實(shí)現(xiàn)對負(fù)載供電能量管理器：實(shí)現(xiàn)同時(shí)給多個(gè)負(fù)載用電與蓄電池充電之間能量分配；可調(diào)節(jié)負(fù)載：為匹配陣列的最大功率點(diǎn)，負(fù)載中有可調(diào)節(jié)性負(fù)載（蓄電池充電負(fù)荷，變頻器帶動(dòng)的光伏泵）共三十三頁光伏照明(zhomng)系統(tǒng)光伏+儲(chǔ)

7、能(ch nn)系統(tǒng)：白天光伏電池對蓄電池充電儲(chǔ)能(ch nn)，夜晚蓄電池對用電器釋放能量光伏照明系統(tǒng)：輸出照明系統(tǒng)的額定電壓不是固定的220V，具體視負(fù)載而定升壓電路：將蓄電池電壓升到220V市電光伏工作點(diǎn)控制：最大功率點(diǎn)跟蹤控制（MPPT）：需芯片實(shí)時(shí)跟蹤和控制光伏電池輸出率點(diǎn)恒電壓工作點(diǎn)控制（CVT）：只需模擬電路控制輸出電壓工作點(diǎn)MPPT較CVT復(fù)雜，但CVT比MPPT多損失5-10%的功率。高壓氣體放電照明系統(tǒng)：150W、250W、400W，直流生壓電路、高頻逆變電路、電子鎮(zhèn)流與起輝電路蓄電池充電策略：合適的充電方法可以延長電池壽命，提高充電效率考慮電壓溫度系數(shù)CT，蓄電池浮充電壓

8、：Up=Up0+（T-T0）CT蓄電池要選擇通常達(dá)不到浮充，在快充階段的容量，每日放電深度4050%共三十三頁光伏水泵光伏發(fā)電(fdin)系統(tǒng)變頻器調(diào)節(jié)功率(gngl)平衡水泵系統(tǒng)蓄電池變頻器：1、光伏發(fā)電較高時(shí)，控制水泵在高速運(yùn)行，較低時(shí)，水泵低速運(yùn)行2、實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電最大功率點(diǎn)跟蹤與控制3、陣列最大工作點(diǎn)電壓=變頻器額定直流工作電壓蓄電池+光伏電池選擇1、蓄電池+光伏電池容量較大，早晚時(shí)段放電，中午充電2、蓄電池+光伏電池容量略小，中午不能充電，蓄電池作為電源穩(wěn)定器和光能存儲(chǔ)器揚(yáng)水充電充電揚(yáng)水充電揚(yáng)水10:0016:0018:008:00功率2500w500w共三十三頁風(fēng)-光互補(bǔ)發(fā)電系統(tǒng)風(fēng)力

9、(fngl)發(fā)電光伏發(fā)電(fdin)風(fēng)能能量密度較高，風(fēng)能風(fēng)速3，空氣密度夜間風(fēng)力大，補(bǔ)充光伏發(fā)電不足，運(yùn)行穩(wěn)定性差，白天發(fā)電，補(bǔ)充風(fēng)力較小，較穩(wěn)定能源穩(wěn)定的用電負(fù)載光伏發(fā)電風(fēng)力發(fā)電蓄電池燃?xì)獍l(fā)電機(jī)設(shè)計(jì)原則1、充分調(diào)研風(fēng)能-光能資源資源評估2、適當(dāng)選擇蓄電池和燃?xì)怆姍C(jī)容量負(fù)載評估3、運(yùn)行及供電方式，要考慮系統(tǒng)可維護(hù)性控制及管理策略共三十三頁GSDAS控制器GSDAS控制器DA/ADDASGSDAS逆變器DAS充放電控制器蓄電池組負(fù)載數(shù)據(jù)采集風(fēng)力發(fā)電機(jī)柴油發(fā)電同步發(fā)電(fdin)機(jī)風(fēng)光互補(bǔ)發(fā)電(fdin)系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集(cij)系統(tǒng)DAS共三十三頁并網(wǎng)系統(tǒng)不用考慮負(fù)載供電穩(wěn)定性；光伏電池運(yùn)行(yn

10、xng)在最大功率點(diǎn)；省略儲(chǔ)能蓄電池組成：光伏陣列、逆變器、控制器控制(kngzh)器：控制(kngzh)跟蹤陣列最大功率點(diǎn)；控制(kngzh)逆變器并網(wǎng)電流波形與功率；控制(kngzh)電網(wǎng)轉(zhuǎn)送功率與陣列最大功率平衡ArrayMPPTDC/DC convertor DriverPWM ControlPTReactor共三十三頁并網(wǎng)電抗器調(diào)節(jié)(tioji)陣列輸出電流變化，電感L越大，系統(tǒng)輸出電流變化越小共三十三頁并網(wǎng)(bn wn)逆變器idc采用橋式電路(dinl)，輸出并入電網(wǎng)調(diào)節(jié)橋式電路輸出相位與幅度，送出有功電流，實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)uacLC電感，電容調(diào)節(jié)輸出電流波形電流（壓）源逆變器共三十三頁

11、并網(wǎng)控制策略最大功率點(diǎn)控制Maximum power point tracking (MPPT)實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)工作狀態(tài)，跟蹤陣列最大功率點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)最大輸出功率波形跟蹤和控制波形跟蹤PWM，將陣列電流跟蹤電網(wǎng)參考(cnko)電流，控制電流波形變化接入保護(hù)防止線路故障與功率失穩(wěn)，陣列影響電網(wǎng)，電網(wǎng)影響陣列；低壓保護(hù)、過壓保護(hù)、低頻保護(hù)、過頻保護(hù)、過流保護(hù)、孤島保護(hù)共三十三頁孤島效應(yīng)陣列(zhn li)與電網(wǎng)的鏈接斷開后，逆變器失去電網(wǎng)的參考電壓，光伏陣列成為孤島，之后再接通時(shí)可能產(chǎn)生功率失配使連接變得復(fù)雜孤島( do)檢測功率調(diào)節(jié)器檢測孤島效應(yīng)，并實(shí)現(xiàn)電壓的自動(dòng)調(diào)整有功無功綜合控制當(dāng)逆變器只向電網(wǎng)輸出

12、有用功率而無無用功率注入，惡化交流系統(tǒng)的功率因數(shù)瞬時(shí)無功補(bǔ)償理論；擾動(dòng)器補(bǔ)償：增加一個(gè)擾動(dòng)器，產(chǎn)生不同于逆變器輸出的偏離，同時(shí)輸出到電網(wǎng)，即有無功功率注入網(wǎng)絡(luò)共三十三頁能量(nngling)管理控制光伏陣列(zhn li)在最大功率點(diǎn)（MPP）出運(yùn)行；在離網(wǎng)系統(tǒng)中，對蓄電池的充放電進(jìn)行管理預(yù)測負(fù)載情況；評估光伏綜合系統(tǒng)電池狀態(tài)；實(shí)現(xiàn)光伏電力在蓄電池和多種負(fù)載間的合理調(diào)配負(fù)荷調(diào)控電器性負(fù)荷：照明、多種電子產(chǎn)品電動(dòng)機(jī)動(dòng)力負(fù)荷：通過調(diào)壓和供電頻率調(diào)節(jié)，具有變頻器的光伏水泵，變頻器具有DC/AC 性能，光伏系統(tǒng)直接供其直流。變頻器采用調(diào)頻的方式調(diào)節(jié)交流負(fù)荷蓄電池充電負(fù)荷調(diào)節(jié)負(fù)載時(shí)刻調(diào)節(jié)電流實(shí)現(xiàn)電池板的

13、最大功率點(diǎn)匹配共三十三頁硅光伏電池輸出共三十三頁陣列輸出特性在忽略光電池分布(fnb)效應(yīng)；照射不均產(chǎn)生的溫度梯度；陰影遮擋；遮擋造成的恒流條件下對輸出電壓的限制U輸出功率PU輸出電流I高壓區(qū)，電流(dinli)很小，內(nèi)阻大，具有恒壓源特性低壓區(qū)，電流很大，內(nèi)阻小，具有恒流源特性電壓源和電流源的交點(diǎn)處就是功率最大點(diǎn)光伏電池作為電壓源可接電壓型負(fù)載，作為電流源可接電流型負(fù)載不同照度不同照度共三十三頁溫度影響UUIP當(dāng)溫度升高系統(tǒng)開路電壓下降(xijing)短路電流則略有升高當(dāng)溫度(wnd)升高系統(tǒng)最大功率下降共三十三頁功率點(diǎn)控制不同(b tn)光照的電流UIPmL不同(b tn)照度下，陣列最大

14、功率點(diǎn)在Um線上Um負(fù)載特性曲線L與陣列特性曲線交點(diǎn)負(fù)載工作點(diǎn)工作點(diǎn)與最大功率點(diǎn)差阻抗失配引起的功率損失工作點(diǎn)接近最大功率點(diǎn)阻抗匹配CVT（constant voltage tracking)恒電壓控制采用阻抗變換，使工作點(diǎn)電壓保持在Um附近，輸出功率為最大功率直接匹配與CVT的功率差值=負(fù)載線與最大功率點(diǎn)曲線線之間面積CVT不足陣列溫度升高，最大功率點(diǎn)移動(dòng)，輸出功率產(chǎn)生較大功率損失負(fù)載線最大功率點(diǎn)線負(fù)載工作點(diǎn)要接近最大功率，輸出最大共三十三頁MPPT（最大功率點(diǎn)跟蹤）12L2L1BAAB系統(tǒng)運(yùn)行在最大功率(gngl)點(diǎn)A當(dāng)陣列特性曲線由12為保持最大輸出，負(fù)載特性也應(yīng)由L1 L2，使系統(tǒng)仍運(yùn)

15、行在最大功率點(diǎn)B處UIMPPT：當(dāng)最大功率點(diǎn)變化后，跟蹤變化使工作(gngzu)點(diǎn)也相應(yīng)變化CVT可以很好的控制輸出電壓波動(dòng)MPPT能有效地提升輸出功率實(shí)驗(yàn)得到MPPT較CVT能提高9%的輸出能量共三十三頁MPPT穩(wěn)態(tài)特性采用一階差分，對陣列(zhn li)輸出電壓電流采樣共三十三頁檢測電壓及線路電流開始NYNYMPPT算法(sun f)共三十三頁MPPT動(dòng)態(tài)特性MTTP算法軌跡在最大功率(gngl)點(diǎn)附近擺動(dòng)UIPmUm電壓型逆變器功率恒定特性：輸入電壓降低時(shí)，電流增大，使功率穩(wěn)定不利：導(dǎo)致陣列(zhn li)在低電壓下，電流源區(qū)域成為不穩(wěn)定工作區(qū)ACBA點(diǎn)為最大功率點(diǎn)，當(dāng)光照，等功率點(diǎn)有B

16、和C當(dāng)有干擾使功率有減小變化時(shí) C點(diǎn)電壓電流，但電流變化電壓變化，補(bǔ)償功率減小?；氐礁蓴_前狀態(tài) B點(diǎn)是穩(wěn)定工作區(qū)MPPT能自主動(dòng)態(tài)尋優(yōu)，但在電壓型逆變器負(fù)載，低電壓穩(wěn)定性較差共三十三頁改進(jìn)MPPTVoltage variety speed limited MPPT 電壓受限MPPT VVSL-MPPT 結(jié)合CVT的MPPT算法，改進(jìn)MPPT 對陣列電壓變化速率進(jìn)行監(jiān)控，控制陣列端電壓在一定范圍變化，防止(fngzh)崩潰VVSL-MPPT算法(sun f)控制模型由PSIM6.0仿真軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真，光照降低陣列端電壓突變變步長減輕負(fù)載共三十三頁 干擾(gnro)觀測法Perturb & ob

17、serve algorithms系統(tǒng)周期性用小步長改變陣列輸出，方向可加可減干擾比較干擾周期前后(qinhu)的輸出功率，確定下一周期干擾方向功率，干擾方向不變。功率，干擾反向工作點(diǎn)在最大功率點(diǎn)附近往復(fù)，步長大跟蹤快NY在最大功率點(diǎn)附近振蕩；步長對精度和速度影響；共三十三頁電導(dǎo)(din do)增量法Incremental conductance當(dāng)輸出電導(dǎo)(din do)的變化=負(fù)的輸出電導(dǎo)，輸出功率最大開始結(jié)束NYYYYNNNNY控制精度響應(yīng)速度較高；對硬件要求高共三十三頁模糊(m hu)邏輯控制fuzzy logic control開始(kish)結(jié)束采用DSP執(zhí)行；可對多個(gè)因素綜合考慮確定

18、模糊控制器的輸入和輸出變量歸納總結(jié)模糊控制器控制規(guī)則確定模糊化和逆模糊化方法選擇域并確定參數(shù)共三十三頁實(shí)現(xiàn)MPPT方法滯環(huán)比較法光照強(qiáng)度快速變化時(shí)并不跟隨快速移動(dòng)工作(gngzu)點(diǎn)只是等光照穩(wěn)定后再跟蹤到最大功率點(diǎn)減少干擾觀測法中誤判和擾動(dòng)誤差最優(yōu)梯度法gradient method基于(jy)多維無約束最優(yōu)化問題的數(shù)值計(jì)算選取目標(biāo)函數(shù)的負(fù)（或正）梯度方向作為每一步迭代的跟蹤方向逐步逼近函數(shù)最值共三十三頁并網(wǎng)發(fā)電拓?fù)鋯渭壥讲⒕W(wǎng)逆變器拓?fù)?tu p)bi-directional fly-back inverter在一個(gè)功率變換環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)：升壓、最大功率點(diǎn)跟蹤、逆變、陣列與電網(wǎng)電隔離缺點(diǎn)：電網(wǎng)頻率50Hz，電池母線電容(dinrng)100Hz紋波電壓較大， 減小紋波就需要更大母線電容陣列UoutGridUinNsecNpnC共三十三頁兩級式并網(wǎng)逆變器拓?fù)?tu p)陣列(zhn li)逆變電路DC/DC諧振變換器分為軟開關(guān)DC/DC變換和自換相或電網(wǎng)換相逆變兩級DC/DC變換后直流母線并聯(lián)一電容可實(shí)現(xiàn)能量解耦多級式并網(wǎng)逆變器拓?fù)涠嗉壨負(fù)湓黾硬⒕W(wǎng)逆變器復(fù)雜度提高成本可以實(shí)現(xiàn)多種功能：逆變橋低壓開關(guān)頻率；DC/DC變換正弦半波直流輸出；光伏電池與電網(wǎng)間能量解耦等降低能量損耗實(shí)現(xiàn)最大功率點(diǎn)跟蹤共三十三頁內(nèi)容摘要光伏發(fā)電系統(tǒng)構(gòu)成。（2）串聯(lián)組件上