光伏概論教案(第五章太陽能光伏系統(tǒng)第二講)

課時(shí)授課計(jì)劃授課日期授課節(jié)次授課班級(jí)課題：第五章太陽光伏系統(tǒng)（第二講）教學(xué)目的掌握并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的分類及特點(diǎn)并網(wǎng)光伏系里逆潮流和無逆潮流光伏系統(tǒng)的特點(diǎn)并網(wǎng)光伏系統(tǒng)中逆潮流光伏系統(tǒng)和無逆潮流光伏系統(tǒng)的特點(diǎn)教材、教案、參考書教學(xué)重點(diǎn)教學(xué)難點(diǎn)教學(xué)準(zhǔn)備教學(xué)方法講述法教學(xué)過程、課堂組織：3分鐘清點(diǎn)人數(shù)，維持紀(jì)律。、導(dǎo)入新課：5分鐘1、提問部分同學(xué)；2、講評(píng)上次作業(yè)；3、總結(jié)復(fù)習(xí)上次課程知識(shí)點(diǎn)；4、引入本次課程主要內(nèi)容。、講授新課：72分鐘課時(shí)授課計(jì)劃教學(xué)過程第五章太陽能光伏系統(tǒng)（第三講）本講主要內(nèi)容：1、掌握并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的概念2、了解并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的基本情況3、掌握并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的分類4、了解不同種類并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的構(gòu)成、特點(diǎn)5、掌握有逆、無逆潮流并網(wǎng)系統(tǒng)的區(qū)別6、掌握地域型并網(wǎng)光伏系統(tǒng)的構(gòu)成、特點(diǎn)7、了解并網(wǎng)光伏系統(tǒng)入網(wǎng)申報(bào)流程5.4并網(wǎng)光伏系統(tǒng)5.4.1并網(wǎng)光伏系統(tǒng)概述并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：與電力系統(tǒng)連接在一起的光伏發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏系統(tǒng)特點(diǎn)：太陽電池組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接人公共電網(wǎng)，并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏方陣所產(chǎn)生的電力除了供給交流負(fù)載外，多余的電力反饋給電網(wǎng)。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)分為：集中式和分散式。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是與電力系統(tǒng)連接在一起的光伏發(fā)電系統(tǒng)，這種光伏系統(tǒng)最大的特點(diǎn)就是太陽電池組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接人公共電網(wǎng)，并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏方陣所產(chǎn)生的電力除了供給交流負(fù)載外，多余的電力反饋給電網(wǎng)。在陰雨天或夜晚，太陽電池組件沒有產(chǎn)生電能或者產(chǎn)生的電能不能滿足負(fù)載需求時(shí)就由電網(wǎng)供電。因?yàn)橹苯訉㈦娔茌斎穗娋W(wǎng)，免除配置蓄電池，省掉了蓄電池儲(chǔ)能和釋放的過程，可以充分利用光伏方陣所發(fā)的電力從而減小了能量的損耗，并降低了系統(tǒng)的成本。但是系統(tǒng)中需要專用的并網(wǎng)逆變器，以保證輸出的電力滿足電網(wǎng)電力對(duì)電壓、頻率等電性能指標(biāo)的要求。因?yàn)槟孀兤餍实膯栴}，會(huì)有部分的能量損失。這種系統(tǒng)通常能夠并行使用市電和太陽電池組件陣列作為本地交流負(fù)載的電源，降低了整個(gè)系統(tǒng)的負(fù)載缺電率。而且并網(wǎng)光伏系統(tǒng)可以對(duì)公用電網(wǎng)起到調(diào)峰作用。但并網(wǎng)光伏供電系統(tǒng)作為一種分散式發(fā)電系統(tǒng)如果處理不當(dāng)，對(duì)傳統(tǒng)的集中供電系統(tǒng)的電網(wǎng)會(huì)產(chǎn)生一些不良的影響，如諧波污染、孤島效應(yīng)等。光伏并網(wǎng)系統(tǒng)分集中式和分散式兩種，集中式并網(wǎng)電站一般容量較大，通常在幾百千瓦到兆瓦級(jí)，而分散式并網(wǎng)系統(tǒng)一般容量較小，在幾千瓦到幾十千瓦，目前并網(wǎng)光伏系統(tǒng)大多為分散式的并網(wǎng)系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏系統(tǒng)由光伏陣列、逆變器和控制器組成，光伏電池所發(fā)的直流電能經(jīng)逆變器變換成與電網(wǎng)相同頻率的交流電能，以電壓源或電流源方式送人電力系統(tǒng)，其中控制器是非常重要的部件，它控制著并網(wǎng)電流的頻率、相位、波形、光伏電池的最大功率點(diǎn)等。并網(wǎng)系統(tǒng)不需要蓄電池，減少了蓄電池的投資與損耗，也間接減少了處理廢舊蓄電池產(chǎn)生的污染，降低了系統(tǒng)運(yùn)行成本，提高了系統(tǒng)運(yùn)行和供電的穩(wěn)定性。并網(wǎng)是光伏發(fā)電發(fā)展的最合理和最經(jīng)濟(jì)方向。目前的主流應(yīng)用方式是通過并網(wǎng)控制逆變器與當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)連接，可以通過電網(wǎng)將光伏系統(tǒng)所發(fā)電能進(jìn)行再分配，可供調(diào)峰電力。2000年，并網(wǎng)光伏系統(tǒng)發(fā)電取代了獨(dú)立光伏系統(tǒng)成為全球光伏應(yīng)用的最大市場(chǎng)，所占比例不斷提高，目前大概比例為85%。5.4.2并網(wǎng)光伏系統(tǒng)分類并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)根據(jù)不同的構(gòu)成、使用目的等可進(jìn)行各種分類，如根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能是否反送到電力系統(tǒng)可分為有逆流（電能反送電力系統(tǒng)）型并網(wǎng)系統(tǒng)、無逆流（電能不反送電力系統(tǒng)）型并網(wǎng)系統(tǒng)，切換型并網(wǎng)系統(tǒng)，直、交流到并網(wǎng)系統(tǒng)，混合用系統(tǒng)以及地域型系統(tǒng)等。1、有逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)有逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)如圖所示。太陽電池的電力供給負(fù)載后若有剩余電能，并如其流向電力系統(tǒng)則稱該系統(tǒng)為有逆流型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。對(duì)于有逆流型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)來說，由于剩余電能可以供給其他負(fù)載使用，因此可以充分發(fā)揮太陽電池的發(fā)電能力，并使電能得到充分利用。當(dāng)太陽電池的電力不能滿足負(fù)載的需要時(shí)，可從電力系統(tǒng)得到電能。有逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)可廣泛用于家庭、工業(yè)電源等場(chǎng)合，目前一般采用這種并網(wǎng)系統(tǒng)。在并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)中一般省去蓄電池，這不僅可節(jié)省投資，使系統(tǒng)的成本大大降低，有利于光伏發(fā)電系統(tǒng)的普及，同時(shí)可以省去蓄電池的維護(hù)、檢修等費(fèi)用，所以該系統(tǒng)是十分經(jīng)濟(jì)。目前，這種不帶蓄電池、有逆流型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)在住宅用、屋頂用等光伏發(fā)電系統(tǒng)中正得到越來越廣泛的應(yīng)用。有逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)2、無逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)無逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)如圖所示。太陽電池的電力供給負(fù)載后即使有剩余電能，但剩余電能并不流向電力系統(tǒng)，該系統(tǒng)稱之為無逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)。在此系統(tǒng)中，如果太陽電池的電力不能滿足負(fù)載的需要時(shí)，可從電力系統(tǒng)得到電能。無逆流型并網(wǎng)系統(tǒng)3、切換型并網(wǎng)系統(tǒng)切換型并網(wǎng)系統(tǒng)可分為一般情況下使用的系統(tǒng)以及自立運(yùn)行切換型并網(wǎng)系統(tǒng)，后者主要在防災(zāi)等情況下使用。(1）切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)該系統(tǒng)主要由太陽電池、蓄電池、逆變器、切換器以及負(fù)載等構(gòu)成。正常情況下，光伏發(fā)電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)分離，直接向負(fù)載供電，當(dāng)日照不足、夜間、陰雨天或蓄電池的電能不足時(shí)，切換器自動(dòng)切向電力系統(tǒng)一側(cè)，由電力系統(tǒng)向負(fù)載供電。這種系統(tǒng)的特點(diǎn)是在設(shè)計(jì)蓄電池的容量時(shí)可選擇較小容量的蓄電池，節(jié)省投資。切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)(2)自運(yùn)行切換型并網(wǎng)系統(tǒng)（防災(zāi)型）自運(yùn)行切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)一般用于災(zāi)害、救災(zāi)等情況下。通常，該系統(tǒng)通過系統(tǒng)并網(wǎng)裝置與電力系統(tǒng)連接，光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的電能供給負(fù)載，當(dāng)災(zāi)害發(fā)生時(shí)，系統(tǒng)并網(wǎng)保護(hù)裝置（功率調(diào)節(jié)器內(nèi)）動(dòng)作，使光伏發(fā)電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)分離，帶有蓄電池的自運(yùn)行切換型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)可作為經(jīng)濟(jì)通訊、避難所、醫(yī)療設(shè)備、加油站、道路指示以及照明等的電源，向?yàn)?zāi)害情況下的緊急負(fù)載供電。自運(yùn)行切換型并網(wǎng)系統(tǒng)4、直、交流型并網(wǎng)系統(tǒng)與獨(dú)立直、交流光伏系統(tǒng)的不同是與電力系統(tǒng)并用，提高了供電的可靠性。直、交流型并網(wǎng)系統(tǒng)5、混合型并網(wǎng)系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與其他發(fā)電系統(tǒng)，如風(fēng)力發(fā)電、燃料電池發(fā)電等組合而成的混合型發(fā)電系統(tǒng)（hybridsystem)，與電力系統(tǒng)并網(wǎng)則稱為混合型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。該系統(tǒng)適用于太陽電池電力輸出不穩(wěn)定，需要使用其他的能源作為補(bǔ)充時(shí)的情況?；旌闲筒⒕W(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要有風(fēng)光互補(bǔ)型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)、光伏燃料電池并網(wǎng)系統(tǒng)。風(fēng)光互補(bǔ)型并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)光伏燃料電池并網(wǎng)系統(tǒng)風(fēng)光互補(bǔ)并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)有：提高再生能源利用率，通過配合使用達(dá)到最佳經(jīng)濟(jì)目標(biāo)；構(gòu)成一定的互補(bǔ)關(guān)系，克服光伏發(fā)電系統(tǒng)和風(fēng)力發(fā)電電能供應(yīng)不穩(wěn)定的問題；大幅度減小蓄電池組的容量。不足是：1）控制比較復(fù)雜：因?yàn)槭褂昧硕喾N能源，所以系統(tǒng)需要監(jiān)控每種能源的工作情況，處理各個(gè)子能源系統(tǒng)之間的相互影響、協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的運(yùn)作，這樣就導(dǎo)致其控制系統(tǒng)比獨(dú)立系統(tǒng)復(fù)雜，現(xiàn)在多使用微處理芯片進(jìn)行系統(tǒng)管理。2）初期工程較大：混合系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，安裝，施工工程都比獨(dú)立工程要大。6、地域型并網(wǎng)系統(tǒng)該系統(tǒng)主要由太陽電池、功率調(diào)節(jié)器以及負(fù)載等構(gòu)成。其特點(diǎn)是各個(gè)光伏發(fā)電系統(tǒng)分別與電力系統(tǒng)的配電線直接連接，各系統(tǒng)的剩余電能直接送往電力系統(tǒng)，而當(dāng)各負(fù)載的所需電能不足時(shí)，直接從電力系統(tǒng)得到電能。地域型并網(wǎng)系統(tǒng)5.4.3并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)入網(wǎng)申報(bào)流程從前面可以知道，無論是哪種并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，都有電能輸送問題，因此要將太陽發(fā)電系統(tǒng)相連接時(shí)，需要與電力公司提出相關(guān)申請(qǐng)。步驟申請(qǐng)如圖所示。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)入網(wǎng)申報(bào)流程、歸納總結(jié)：5分鐘1、并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)：與電力系統(tǒng)連接在一起的光伏發(fā)電系統(tǒng)。2、并網(wǎng)光伏系統(tǒng)特點(diǎn)：太陽電池組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接人公共電網(wǎng)，并網(wǎng)系統(tǒng)中光伏方陣所產(chǎn)生的電力除了供給交流負(fù)載外，多余的電力反饋給電網(wǎng)。3、光伏并網(wǎng)系統(tǒng)分為：集中式和分散式。4、根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)所產(chǎn)生的