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從光伏系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中挖掘效益

2017-12-08 06:40:00來(lái)源:盛能杰科技有限公司 關(guān)鍵詞:分布式光伏清潔能源閱讀量:12073

導(dǎo)讀:本文繼續(xù)從系統(tǒng)角度出發(fā),結(jié)合光伏系統(tǒng)的“心臟”——光伏逆變器,闡述提高系統(tǒng)收益的優(yōu)化設(shè)計(jì)需特別關(guān)注的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)考量。
  【中國(guó)環(huán)保在線 清潔能源】當(dāng)前,我國(guó)分布式光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)得到蓬勃發(fā)展,并且國(guó)家對(duì)分布式光伏發(fā)電政策的扶持力度不斷加大,越來(lái)越多的人們開(kāi)始關(guān)注光伏產(chǎn)業(yè)各項(xiàng)信息。而在光伏行業(yè)中常被忽視的是光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì),殊不知光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不當(dāng)會(huì)嚴(yán)重影響系統(tǒng)發(fā)電的收益。關(guān)于光伏系統(tǒng)設(shè)計(jì)的其他因素在之前的文章有詳細(xì)描述,本文繼續(xù)從系統(tǒng)角度出發(fā),結(jié)合光伏系統(tǒng)的“心臟”——光伏逆變器,闡述提高系統(tǒng)收益的優(yōu)化設(shè)計(jì)需特別關(guān)注的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)考量,希望能給關(guān)注分布式光伏發(fā)電的人群提供一些參考。
 
  系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)考量
 
  組件超配設(shè)計(jì)
 
  光伏組件標(biāo)稱(chēng)的功率是在標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件(STC)下測(cè)得的(即光照強(qiáng)度1000W/m^2,電池溫度25℃,光譜AM=1.5),但很多地方的光照強(qiáng)度達(dá)不到1000W/m^2,這就會(huì)導(dǎo)致組件輸出功率變低,下圖為兩種不同測(cè)試條件下光伏組件的輸出功率:

  一般在分布式項(xiàng)目集中的東南沿海地區(qū),光照條件都很難達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試條件,以至于組件輸出功率一般達(dá)不到標(biāo)稱(chēng)功率的條件,且大部分時(shí)間在80%以?xún)?nèi)。為避免逆變器資源浪費(fèi),通常會(huì)考慮組件的適當(dāng)超配。
 
  目前國(guó)內(nèi)按照日照輻射區(qū)域劃分為三大類(lèi),如下圖:

  根據(jù)不同的日照資源區(qū),建議的組件和逆變器的超配比如下:
 
  I類(lèi)資源區(qū):組件和逆變器按1:1配置。
 
  II類(lèi)資源區(qū):組件和逆變器按1.1:1.0配置。
 
  III類(lèi)資源區(qū):組件和逆變器按(1.2——1.3):1配置。
 
  并網(wǎng)點(diǎn)接入光伏容量
 
  對(duì)于工商業(yè)屋頂項(xiàng)目而言,并網(wǎng)點(diǎn)處光伏容量的接入十分講究,特別是大型工廠的屋頂項(xiàng)目。光伏的接入打破了工廠配電系統(tǒng)既有的平衡,使工廠從配電網(wǎng)獲取的有功功率減少,配電網(wǎng)(支路)出口處的功率因數(shù)亦相應(yīng)降低,導(dǎo)致力調(diào)電費(fèi)增加,甚至出現(xiàn)不允許并網(wǎng)的情況。
 
  功率因數(shù)的計(jì)算公式如下:

  其中η為功率因數(shù),P為有功功率,Q為無(wú)功功率。工廠滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),對(duì)P和Q的需求是一定的,當(dāng)光伏接入后,由于光伏是以純有功輸出,則使工廠從配電網(wǎng)獲取的有功P減少,而無(wú)功Q不變,故功率因數(shù)η降低。所以可以得出接入的光伏容量越大,則功率因數(shù)降低的越多。
 
  根據(jù)經(jīng)驗(yàn)分析,如并網(wǎng)點(diǎn)是選擇在變壓器出口處,則建議光伏電站的容量不宜超過(guò)變壓器供電區(qū)域內(nèi)大負(fù)荷的25%,如下圖所示:

  如并網(wǎng)點(diǎn)是選擇在某條具有獨(dú)立無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的支路,則建議光伏電站容量不宜超過(guò)該支路下大負(fù)荷的25%,如下圖所示:

  并網(wǎng)點(diǎn)電壓
 
  并網(wǎng)點(diǎn)電壓的穩(wěn)定與否直接影響到逆變器能否穩(wěn)定發(fā)電。不同的并網(wǎng)環(huán)境,對(duì)并網(wǎng)點(diǎn)電壓的變化差異都很大。并網(wǎng)點(diǎn)電網(wǎng)環(huán)境主要分成以下幾類(lèi):
 
  1、廠區(qū)電網(wǎng):電變壓器就近接入國(guó)家電網(wǎng),并網(wǎng)點(diǎn)在變壓器低壓出口或某條支路上。這類(lèi)并網(wǎng)點(diǎn)電壓穩(wěn)定且諧波含量低,逆變器一般不會(huì)脫網(wǎng)。
 
  2、城市電網(wǎng):由城市區(qū)域的大變壓器進(jìn)行供電,再接入國(guó)家電網(wǎng),供電能力較強(qiáng)。這類(lèi)并網(wǎng)點(diǎn)白天電壓穩(wěn)定,有利于逆變器并網(wǎng)。
 
  3、農(nóng)村電網(wǎng):遠(yuǎn)離上級(jí)變壓器,且處在電網(wǎng)末端,線路阻抗大。這類(lèi)并網(wǎng)點(diǎn)電壓較弱,波動(dòng)性較大,逆變器有可能脫網(wǎng)。
 
  4、偏遠(yuǎn)山區(qū)獨(dú)立電網(wǎng):多由小型水電站發(fā)電,不接入國(guó)家電網(wǎng)。這類(lèi)并網(wǎng)點(diǎn)電壓弱,電壓波形性及諧波含量較高,逆變器需有很強(qiáng)的適應(yīng)性才能正常工作。
 
  由于安裝光伏之后并網(wǎng)點(diǎn)電壓會(huì)升高,在光伏設(shè)計(jì)之初,建議設(shè)計(jì)人員先到項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試并網(wǎng)點(diǎn)電壓值。如果發(fā)現(xiàn)沒(méi)有安裝光伏,但并網(wǎng)點(diǎn)電壓值已經(jīng)很高的情況下,在并網(wǎng)后很大程度會(huì)出現(xiàn)脫網(wǎng)、過(guò)壓降載等現(xiàn)象,使光伏系統(tǒng)不能工作在大功率點(diǎn)的狀態(tài)。以單相并網(wǎng)點(diǎn)為例,如果沒(méi)接光伏系統(tǒng),測(cè)得的電壓已達(dá)到260V以上,不建議再做該項(xiàng)目。
 
  關(guān)于系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計(jì)的考量,在上述已列舉了三大需考量的因素,分別為組件超配設(shè)計(jì)、并網(wǎng)點(diǎn)接入光伏容量以及并網(wǎng)點(diǎn)電壓的考量,相信對(duì)光伏系統(tǒng)的設(shè)計(jì)優(yōu)起著一定的參考作用。
 
  原標(biāo)題:從光伏系統(tǒng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)中挖掘效益
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