能源變換技術(shù)教學課件：10 Secession

Secession10太陽能發(fā)電技術(shù)太陽能發(fā)電分類光熱

(1)槽式；（2）塔式；（3）碟式；

光伏中國太陽能光伏發(fā)電西藏“光明工程”，（鄉(xiāng)鄉(xiāng)通，村村通）2004年9月深圳世博園亞洲最大的1MW并網(wǎng)發(fā)電工程奧運工程（鳥巢，國家體育館）甘肅“敦煌”10MW光伏發(fā)電工程青海GW級并網(wǎng)沙漠光伏電站太陽能電池原理及分類太陽光照在半導體p-n結(jié)上，形成新的空穴-電子對，在p-n結(jié)電場的作用下，空穴由n區(qū)流向p區(qū)，電子由p區(qū)流向n區(qū)，接通電路后就形成電流。晶體硅電池板（單晶硅，多晶硅），非晶硅電池板。薄膜太陽能電池、有機太陽能電池

太陽能光伏發(fā)電獨立發(fā)電（電壓源模式）

（1）直流負載獨立系統(tǒng)；（2）交流負載獨立系統(tǒng)；（3）人口分散，無電網(wǎng)地區(qū)；（4）要有儲能環(huán)節(jié)，蓄電池，超電容等。并網(wǎng)發(fā)電（電壓源或電流源模式）（1）負載是電網(wǎng)三種系統(tǒng)的對比及應(yīng)用光伏系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)集中式集成式串行結(jié)構(gòu)多重串行結(jié)構(gòu)1.集中式結(jié)構(gòu)所有光伏組件串、并聯(lián)，集中轉(zhuǎn)換為電能大型光伏電站缺點：（1）系統(tǒng)功率失配嚴重；（2）光伏陣列特性曲線復(fù)雜多波峰，難以實現(xiàn)好的最大功率跟蹤（MPPT）

2.集成式結(jié)構(gòu)又叫交流光伏模塊系統(tǒng)（AC-module）優(yōu)點：(1)每個模塊獨立運行；(2)高度模塊化，容易擴容；(3)獨立MPPT，提高了光伏發(fā)電效率；(4)無高壓直流母線，安全；(5)不需串聯(lián)和反并聯(lián)二極管；3.串行結(jié)構(gòu)光伏組件通過串聯(lián)構(gòu)成光伏陣列給并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)提供能量；特點：（1）仍然存在串聯(lián)功率失配合功率多波峰問題。但與集中式相比，還是提高了利用率。4.多重串聯(lián)結(jié)構(gòu)多個DC/DC變換器和一個DC/AC逆變器組成，分為：并聯(lián)型多重串和串聯(lián)型多重串。特點（1）每個光伏陣列都可以工作在MPPT；（2）一個DC/DC出現(xiàn)故障，其他仍能工作。5.主從結(jié)構(gòu)控制主協(xié)同開光，來動態(tài)決定不同外部環(huán)境下的并網(wǎng)結(jié)構(gòu)；光照很低，變成集中式；光照很高，最佳能量利用；不同功率等級下體系結(jié)構(gòu)太陽光伏發(fā)電系統(tǒng)組成太陽能電池；儲能環(huán)節(jié)（蓄電池，超級電容器）及其充電器；（并網(wǎng)沒有）最大功率跟蹤裝置（MPPT)，----(maximiumpowerpointtracking)；逆變裝置；太陽能電池特性200W光伏電池的伏安特性電壓源區(qū)和電流源區(qū)200W光伏電池的功率曲線MPPT最大功率跟蹤方法固定電壓跟蹤法CVT(constantvoltagetracking)；擾動觀測法（perturbandobserveP&O）；導納微增法（Incrementalimpedance）；間歇掃描法；1.固定電壓跟蹤法(CVT)法光伏電池的輸出為一固定電壓，一般是光電池最大開路電壓的0.8倍。2.擾動觀測法首先工作在一個電壓，擾動（UPV+ΔU)，觀測功率變化功率增加，擾動方向正確。功率減少，相反方向擾動。特點：優(yōu)點：跟蹤方法簡單，容易實現(xiàn)；

缺點：在最大功率點附近振蕩，跟蹤步長無法兼顧跟蹤速度和精度，會出現(xiàn)判斷錯誤。3.導納微增法工作在電流源區(qū)？

電壓增加工作在電壓源區(qū)？

電壓減少。

4.間歇掃描法定時地掃描一段電壓（0.5—0.9倍開路電壓）會引起振蕩MPPT如何實現(xiàn)原理?光伏電池的U-I曲線光伏電池外界負載的U-I曲線當?shù)刃щ娮韬凸怆姵氐膬?nèi)阻相等時，此時輸出最大功率。本質(zhì)就是改變占空比D實現(xiàn)虛線中等效電阻和光電池內(nèi)阻的匹配。光伏獨立供電系統(tǒng)的構(gòu)成非隔離工頻高頻單相/三相一定用儲能環(huán)節(jié)太陽能并網(wǎng)系統(tǒng)非隔離工頻高頻單相/三相沒有儲能環(huán)節(jié)逆變器單相三相高壓？2005年8月投入應(yīng)用的西藏羊八井100KW高壓電站單相并網(wǎng)系統(tǒng)單相并網(wǎng)控制系統(tǒng)構(gòu)成DC/DC控制構(gòu)成DC/AC控制構(gòu)成三相并網(wǎng)系統(tǒng)（本實驗室的系統(tǒng)）

Athreephasegridconnectedinverterwithhybridcontrolscheme重復(fù)控制(a)輸出電流的組成(b)同步旋轉(zhuǎn)以后(c)重復(fù)控制器設(shè)計（實際PI+前饋+相位補償）具體裝置實驗室（三相并網(wǎng)）整體照片控制電路功率電路部分試驗結(jié)果(a)傳統(tǒng)的PI控制(a)傳統(tǒng)PI+重復(fù)控制Figure10

PerformanceofVSIwithandwithoutRCharmoniccompensatorinsteadystate.aThreephaseoutputcurrentswithoutRCharmoniccompensatorbThreephaseoutputcurrentswithRCharmoniccompensatorc

OutputcurrentandtransformedcurrentwithoutRCharmoniccompensatordOutputcurrentandtransformedcurrentwithRCharmoniccompensatorwithRCharmoniccompensatorFigure12ExperimentaltransientresponseagainststepchangesaStepchangeinamplitudewiththecurrentofphaseAandphaseBwithoutRCcompensator.bChangeinpowerfactorwithcurrentofphaseA,phaseBandthegridvoltageofphaseAwithoutRCcompensator.cStepchangeinamplitudeforthecurrentofphaseAandphaseBwithRCcompensatordChangeinpowerfactorwithcurrentofphaseA,phaseBandthegridvoltageofphaseAwithRCcompensator.防孤島技術(shù)(anti-island)孤島被動（幅值，頻率檢測）主動a主動偏移，b正反饋頻率偏移C自動移相法定義：所謂孤島現(xiàn)象是指：當電網(wǎng)供電因故障事故或停電維修而跳脫時，各個用戶端的分布式并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)（如：光伏發(fā)電、風力發(fā)電、燃料電池發(fā)電等）未能即時檢測出停電狀態(tài)而將自