光伏发电并网之研究.doc

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新 瞎曩 ．１ ９ ，９ １ ）? ～ ６ 一 ９７ １ （２ ．３ 　
一 　
光 伏 发 电 并 网 之 研 究　
重 兰卫 　
（ 台肥 工 业 大 掌 健 《 研 究 所 ｔ 音肥 ２ ｏ Ｏ ） ３ ｏ ９　
摘
要
提 出 ７井 一点 ｔ所需的光使逆 变嚣的设计要 求　设计 时采用 电压潭型逆 变嚣宴理 克　
使 主 ｔ的 井 一运 行 ， 采 用 １ 住 氍 处 理 嚣和 Ｉ Ｔ 功 率 嚣 件 改 善 逆 变 嚣的 特 出连 彤 。 井 ６ ＧＢ 　
关 词圭 皇 旦 键 堡 兰立 　
０ 引 言　
竺 兰　 　竺
ｆ｛　 日ｉ 昌
蓄 电池 后 ， 电 系统 的寿 命 可 与太 阳 能 电 池　 发 的寿命 相 当 。 于家庭住 宅而 言 ， 备光 伏 发　 对 配 太 阳能光伏 发 电系统 目前主 要用于 无 电　
电系统 ， 可缓 和 白天 电力紧张 的 局面 ， 高 电　 提 网功率 因素 和 降低 线路 损耗 。光伏 电站 的 并　 网发 电 ， 最终 将取 代常翘 能源 发 电　
光伏发 电的并 网原理 如图 １所 示 。太 阳　 能 电池 阵列通过 正弦 渡脉宽 调制 逆变 器向 电　 网传 送 电 能 ， 变 器馈 送 给 电 网的 电 力 由 阵　 逆
或 缺 电 的边 远地 区 ， 作为 独 立 的 电源 给 家用　
电器及照 明设 备供 电 。 随着 电 力紧张 、 境污　 环 染 等 问 题的 日趋 严 重 ， 公 用电 网并 网运 行　 与 的 太 阳能发 电系统 已显示 出越来 越大 的竞 争　 力。 光伏 发 电的并 罔运 行 ， 省去独立光 伏 系　 将 统 中 的贮 能环 节 —— 蓄 电 池 ， 从而 大 大 减少　 了 电站 的维护 。 由于 蓄 电池的寿命 较短 ， 去　 省
列功率 和 当时 当地的 日照条 件决 定 。逆 变器　
除 了具 有直 流一 流 变换功 能外 ， 必须 具有　 交 还
风 力机设 计要求 的最 有效 的仰角 。 　 对表 中的参 数分 析 ， 有需要 ， 如 还可 以进　
行 细化 。 　
● 考 文 棘　
１ Ｄｅ ｇ Ｓ ｅ ｌ 培－ 　 ｎ 　 ｈ　 Ⅲ Ａｎ ￣ ｒ ｄ ａ ｉ　 ｄ ｌｏ 　 ｈ 　 ｅｏ ｙ ｍ ｃ ｍｏ ｅ　 ｆ ｔｅ
￣ｃｉｅ 　ｘｓｗ：ｄｔ ｒ ｈｅ Ｊ ｕ ａ ｌ ｆ ｆｉ ｉ　 ｌ ｎ ｄ ａ ｉ　 ｍ 　ｕ ｂ ．ｏ ｒ ａ　 Ｈｅｅ　 － ］ ｏ Ｕｈ ｖ ｒｉｙｏ 　 ｃ ｎ Ｉｇ １ ９ ｔ ４ － ｅ ｓｆ　 ｆＴｖ ｈ ｏｏ ｙ， ９ ０ （ ）　
２
德西 冒 ? ?古 里 埃 尔 ．风 力 机 理 论 与 设 计 ． 勒 　 南 京 航 空 学 院 出 版社 ，９ ５ １ ８． 　
（ 翦 １９ 愿 ９７年 Ｂ月 １ ５日收 到 ） 　
ＡＮ ＡＬＹＳ Ｓ ＯＦ　 Ｉ　 ＥＬＥＶＡＴＩ Ｎ　 ｏ ＡＮＧ ＬＥ　 ０Ｆ　 ＴＨ Ｅ　 ＮＣＬＩ ｌ ＮＥＤ　 ＡＸＩ 　 Ｓ ＷＩ ＮＤ　 ＴＵＲＢｌ ＮＥ　 ＢＹ　 ＥＡＮＳ ＯＦ　 Ｍ 　 ＴＨ Ｅ　 ＡＮ ＡＬＹＴＩ ＣＡＬ　 ＥＴＨ ｏ Ｄ　 Ｍ
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ｔｌ　 ａ ｅ — ｃ ｒ ｉｇ ｔ ｔ ｅａ ａｙ ｉ　ｅ ｕｔ ｔ ｅｃ 船 １ｔｉ ｆｒ ｔｏ ｆ ｒｔ ｗｉｄ ｔ ｒ ｉｅｔ 　ｅ ｈｅｅｅ ａ ｏ 　 ｈａｐ ｐ ｒ Ａｃｏ ｄ ｎ ｏ ｈ 　ｎ ｌｓｓＴ ３ ｌ ．ｈ 　０ ｄ ｎ ｏ ｍａ ｉｎ ｏ ｈ ｅ ｎ ｕ ｂｎ ｏＢ ｔｔ 　ｌｖ ｔ ｎ ｉ
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ｂｎ ． ｉｅ　 Ｋｅ ｙ＿岫 ｌＡ加 ｌ 　 　证丑　 ｔ ｏ 　ｎ ｉｅ 　ｘｓＷ ｉｄ ｔ ｒ ｉｅ Ｅｆ ｃ ｖ 　 ｎ 　ｐ ｅ 　 ｌｖ ｔ 　ｎ 　 １ｍｅｈ ｄＩＩ ｃ ｎ ｄ ａ ｉ　 ｎ 　ｕ ｂｎ 　 ｆ ｔ ｅｗｉｄａ ｅ ｄＩＥ ｅ ａ￣ｎ ａ 　ｅ ｌ ｅｉ ?３ 。 　
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圈 ４ 光忧发 电并闻运行专用逆立嚣的结构　
成 。主控 芯 片 采用 Ｉ ＮＴＥ Ｌ公 司最 新推 出的　 逆变或电机驱动专用 １ 　 ６位 微 处 理 器　 ８Ｃ１ ６ ７ ９ ＭＣ， 芯 片 除了 具有 １ 位 运 算 指 令　 该 　 ６ 外 ， 具 有 专 用 的 脉 宽 调 制 （ Ｗ Ｍ） 出　 还 Ｐ 输 口 ， 　］包括 一 个 １ Ｏ位 Ａ／ 转换器 、 Ｄ 一个 事件　 处理 阵列 、 两个 １ ６位定 时器 和一 个 三相波 形　 发 生器 。三相 波形发 生器 的每 相均 能输 出两　
路 死 区 时 间 可 以设 定 的 Ｐ Ｍ 信　 Ｗ
了 反馈 控 制 ， 固此 自然 实现 了 相 位与 幅 值 的　
解耦 控制 ， 使微 处理 器的 处理过 程更 简便　
另 外 ， 伏 发 电 并 网 运 行 还 必 须 考 虑 公　 光
用 电网停 电时 的工作 状况 。常规 的光 伏发 电　 并 网 系统　 公用 电网 停 电时 则停 止逆 变器　 在 工 作 。若在 白天 ， 实 光伏 阵 列仍 能 继 续 发　 其 电， 此我 们 设计 了市 电断 电时 的单 独 运 行　 因
号 ， 就 给逆 变应 用 场 合 提 供 了　 这 很多 便利 。微处 理器 主要 完成 电　 网 电压 、 相位 实 时检测 、 电流相位　
反馈 控 制、 伏 阵列 晟 大 功 率 跟　 光
踪 以及实 时正 弦渡脉 宽调 制 信号　 发生， 其工 作过 程如 下 ： 用 电网　 公 的 电压和 相位经 过霍 尔 电压传 感　 器送 给截 处理 器 的 Ａ／ 转换 器 ， Ｄ 　
檄处 理器 将 回馈 电流 的相 位与 公　 用 电网 的 电 压相 位 做 比较 ， 其误　 差 信 号 通 过 ＰＤ 调 节 后 送 给　 Ｉ
Ｐ ＷＭ 脉宽 调制 器 ， 就 完成 了功率 因数 为 １ 这 　
切拯 信 号 　
圈 ５ 市 电断 电时单独运行方式　
方 式 （ ５ 。其工 作原理 如下 ： 图 ） 当公用 电网 断　
的 电能 回馈过 程 。徽处理 器 完成 的另一 项主　 要工 作是 实现 光伏 阵列 的最 大功率输 出 。光　
伏 阵列 的输 出电压 和 电流 分 别 由 电压 、 电流　
电时 ， 电网侧 相当 于短路 状态 ， 此时并 网运 行　 的逆 变器 将 由于过 载而 自动保护 。当徽 处 理　
器 检 测到 过 载时 ， 除封 锁 Ｓ ＷＭ 信号 外 ， Ｐ 还　
传感 器检 测并 相乘 ， 到 阵列输 出功率 ， 后　 得 然 调节 Ｐ ＷＭ 输 出占空 比　 这 十 占空 比的调节　 实 质 上就 是调 节 回馈 电压大 小 ， 而实 现 最　 从 大功率寻 优 。从 图 ３可 以得 知 ， 当　 的幅值　 变化时， 回馈 电流 与 电 网 电压之 间的相 位 角　 ９也 将有 一 定 的变 化 。由于 电流 相位 已实现　
将 断 开 继 电器 ＲＥ， 时 若光 伏 阵 列 有能 量　 此 输 出 ， 变器 将在 单独运 行状态 下运 行 。 独　 逆 单 运行 时控 制 相对 简单 ， 即为 交 流 电压 的负 反　
馈 状 态 ， 处理 器通 过 检 测逆 变 器输 出 电压　 微
并 与参 考 电压 （ 常为 ２ ０ 比较 ， 通 ２ Ｖ） 然后 控制　 Ｐ Ｍ 输 出 占空 比， Ｗ 实现逆 变和稳 压运行 。 当　
５‘ 　
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然 ， 独运 行 的前 提 是光 伏 阵列在 当 时能 够　 单 提供 足够 的功率 。若 负载 太大 或 日照条 件较　
仅 具 有 较 高 的效 率 和畸 变 小 的 输 出 电漉 波　 形 ， 且在 电网断 电的情 况下 能够 单独运 行 ， 而 　 具有一 定的 推广应 用前 景 。 　
差， 则逆 变器无 法输 出 足够 的功率 ， 光伏 阵 列　 的 端 电 压即会 下 降 ， 而 使 输 出交流 电压 降　 从 低 而进入 低压 保护 状态 。 当电网恢 复供 电时 ， 　
将 自动切 换至 回馈状 态 。 　
● 考 文 献　 Ｉ 曹仁 贤 ， ．大容 量独 立光伏 电站 逆变眷 之研　 　 等 究 ．新能源 ，９ ７ １ （ ） ６ ，－ １９ ，９ ８ ：￣８ ５ 　
３ 结
论　
２ 苏开才 ， ．现代功率 电子 技术 ．北京 ： 　 等 国防工　
业 出版 牡 ，９５ １９． 　
采用 １ ６位 擞 处理 器 和 高速 Ｉ Ｔ 功 率　 ＧＢ 模 块 实现 了中 、 容量 光伏 电站 的并 网发 电 。 小 　 本 文 描 述 的光 伏发 电 的并 网运 行 逆 变 器 ， 不　
（ 原稿 １ ９ ９ ７年 ９月 ２ ２日收 到 ） 　
ＳＴＵ ＤＹ　 ｏＮ　 ＴＨ Ｅ　 ＮＶＥＲＴＥＲ　 ｌ Ｆ０Ｒ　 ＰＨ ０Ｔ０Ｖ０ＬＴＡｌ Ｃ　 ＦＥＥＤＢＡＣＫ　 ＰＯＷ ＥＲ　 ＴＡＴｌ Ｓ ０Ｎ　
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０ 内古 成 囊 ｌ　
基　 地
发 机构合作 ，９ ７ ９月开始 在京都车蛙 薪干 线蛙　 １９ 年
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台的屋顶 上建造一 块太阳 艉 电池板 ， 面积 为 ８ ０平　 ０ 由内肇古工业大 学承担兴建的 内肇古新 雎振试　 验 示范基地 ，９ ７ ８月 ２ １９ 年 ７日在呼和浩特薷成 ． 该　 基 地橐科研 、 示范 、 试 、 　 教学于一体 。 包括 未来厅和　 方 米 ， 大　 出功事 １ ０千瓦 ， 量 ０ 总造价约 １ 日元 。 亿 　 计翅 １ ９ 年 １ ９７ ２月建成 ． 称 。 据 遣是 目曹世界上量大　
的 太 阳能 电ｉ 板 ， 血 　
．
风 电场两部分 ． 来厅设有 学术 变藏曩 所和实薹 室 ， 未 　
风电岛 安装了风力发 电机 （ ～５千瓦 ）５台、 仉ｌ １ 风力　 提水机 １台、 少量太阳瞳电弛和太 阳能热 承嚣 ． 已建　
沼气垃圾运输车Ｌ 　 一ｐ　 ／』
意大年 罗马环保 局使用　 褶气为羹辩曲大量 垃　 ｜
曩运警车 ， 其摺气 由垃曩填埋场生产 ． 这种 垃曩运　 车尾气干 净、 嗓音小 ， 可在车 内豆时 将垃曩糟碎　 压　 蜻． 用遣 种车辆取代柴油车后 。 班善 了罗马曲 大气环　 境。 经济效益也显著 。 　
立 适台牧 区使甩时风 力／ 柴油发 电葺 鸵 、 ； 小噩户甩兄　
， 光互补爱 电系统、 力墨水嵩毫 系统 、 风 光伏泵系统 ． 　
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世 界量 大 的太阳能 电池 板　
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