11.并网光伏发电微网系统-刘士荣
光伏发电技术及其应用教学课件作者魏学业
85%-98% 小功率可以批量生产，以离网为主 大功率产品实现模块化生产，可以并机运行，离网产品成熟 仅有少数几家公司可以生产
4．全球逆变器市场开展趋势
图1-6 世界PV逆变器预测 根据IHS iSuppli公司的光伏〔PV〕市场追踪报告，世界光伏逆变器出货量预测 如图1-6。由于两大太阳能市场增长停滞或者降低上网电价补贴，2021年PV逆变 器出货量从2021年的23.6GW下降到23.4GW，减少了1%，但是，2021年逆变器出货 量预计将恢复增长，有望上升5%至24.5GW，随后将在新市场的推动下恢复增长，
近些年来，随着光伏发电相关技术进步和产业规模的不断扩大 ，以及光伏组件制造工艺的提高，光伏组件的价格下降较快，太 阳能光伏发电的本钱在不断下降，为太阳能光伏技术的进一步开 展和广泛应用提供了必要条件。
1.1.1 国外光伏发电的开展现状
自1839年发现光生伏特效应和1954年第一块实用的光伏电池 问世以来，太阳能光伏发电取得了长足的进步，以1997年美国的 “百万太阳能光伏屋顶方案〞为标志，日本以及欧洲的德国、丹 麦、意大利、英国、西班牙等国也纷纷制定了本国的可再生能源 法案，刺激了光伏产业的高速开展。
2．光伏逆变器的开展状况
光伏组件产生的电能为准直流电，必须通过将直流变换成交流的 设备—逆变器，才能实现将太阳能光伏产生的电能接入公共电网 和供给负载。根据所发电力是否馈入电网，光伏逆变器分为并网 逆变器和离网逆变器。目前，并网光伏系统占光伏总安装量的比 例越来越大，而并网逆变器的技术指标也代表了光伏逆变器的技 术水平。光伏逆变器总趋势是朝着高频化、小型化开展。在未来 ，微型逆变器具有广阔市场空间，可以实现模块化、分布式模式 发电。
1.3 逆变器的开展现状
1.3.1 普通逆变器的开展现状 1．逆变器技术开展历程 1〕20世纪50～60年代，KACO公司于1953年制造出第一个半导 体闸流管逆变器。
光伏发电与并网技术的优势及应用要点分析_5
光伏发电与并网技术的优势及应用要点分析发布时间：2022-11-07T10:06:34.856Z 来源：《当代电力文化》2022年13期作者：冯腾申1、巩帅帅2、余颖旺3、唐海龙4、胡家忆5 [导读] 随着煤炭、石油等传统化石能源价格的上升和对环境影响的压力冯腾申1、巩帅帅2、余颖旺3、唐海龙4、胡家忆51、2、中广核新能源股份有限公司江苏分公司，江苏省南京2100033、中国能源建设科技发展有限公司西北分公司，陕西省西安市7100004、中国能源建设集团科技发展有限公司永胜清洁能源分公司，云南省丽江市6716005、淮安市广播电视局,江苏省淮安市223001摘要：随着煤炭、石油等传统化石能源价格的上升和对环境影响的压力，全球新能源的开发利用速度逐步加快。
可再生能源安全环保、清洁无污染是传统能源的重要替代品。
在目前开发出的几类清洁可再生能源中，太阳能应用最为广泛，以太阳能为基础的光伏发电技术也是我国当前最重要的发电技术之一。
为了满足我国光伏发电行业快速增长的需求，对新能源光伏发电技术未来的应用方向和增长路径进行思考、研究就至关重要。
要推动我国新能源资源高效利用，从而实现经济转型升级。
关键词：光伏发电；并网技术；优势；应用要点引言光伏发电就是通过利用光电技术来实现太阳能向电能的转化，以此来提供绿色清洁能源。
光伏发电与传统发电方式相比，具有更高的安全性可靠性，并且不会产生污染和大量的噪声，还可以广泛应用于沙漠、戈壁等环境恶劣的地区。
为大幅度降低电力损耗，保护电力资源，完善电网系统，光伏发电和并网技术相结合成为我国电网建设的重要措施。
1光伏发电并网技术概述1.1光伏发电简介光伏并网发电系统主要是由继电保护装置、太阳能光伏列阵、控制器、逆变器、储能装置、配电柜以及最大功率点跟踪装置等部分组成。
太阳能光伏阵列是光伏发电系统的核心装置，太阳能光伏阵列由太阳能光伏电池串并联形成。
最初的光伏电池原材料为硅，用硅作为衬底，成本高、损耗大，故对光伏电池进行改进后，当前普遍应用的光伏电池内部由薄膜电池和晶体硅构成，不仅可以减小损耗，还可以提高光伏转化效率。
塔式太阳能热发电技术在我国发展现状与前景分析
综 述2016年第10期8塔式太阳能热发电技术 在我国发展现状与前景分析刘世隆1 邓 薇2（1. 黄河上游水电开发有限责任公司，西宁 810000；2. 黄河水电光伏产业技术有限公司，西宁 810007）摘要 介绍了塔式太阳能热发电技术特点以及在国内外的开发建设情况，阐述了我国发展塔式太阳能热发电技术需要攻克的关键技术，通过分析我国发展塔式太阳能热发电项目具备的优势及存在的问题，提出相关建议。
关键词：塔式太阳能；技术方案；发展前景Current Status and Perspectivefor Solar Power Tower Technology in ChinaLiu Shilong 1 Deng Wei 2(1. Huanghe Hydropower Development Co., Ltd, Xining 810007;2. Huanghe Hydropower Solar Indrustry Technology Co., Ltd, Xining 810007)Abstract This paper introduces the characteristics of solar power tower plant and the development situation of solar power tower station at home and abroad at first, then expounds the key technology need to solve to develop solar power tower in china. By analyzing advantages and existing problems of solar power tower in china, some suggestions were put forward at last.Keywords ：solar power tower; technical characteristic; development potential太阳能热发电技术（CSP ）是光热资源高温利用的一种，与光伏发电相比，太阳能热发电技术更为节能环保，已物理方式进行光电转换，环境影响小。
中南光电光伏发电接入系统方案
中南光电光伏发电接入系统方案一、项目背景中南光电，这个名字在我脑海中回荡，那是一个充满活力与创新的团队。
他们选择光伏发电，是为了响应国家节能减排的号召，更是为了探索一条可持续发展的道路。
光伏发电，清洁、高效，正是时代发展的必然选择。
二、接入系统设计1.光伏发电系统概述中南光电光伏发电系统，主要由光伏板、逆变器、储能系统、监控系统等组成。
光伏板负责将太阳能转化为电能，逆变器将直流电转化为交流电，储能系统用于存储多余的电能，监控系统则实时监控整个系统的运行状态。
2.接入系统设计（1）并网方式考虑到中南光电的地理位置和用电需求，我们采用全额上网的并网方式。
光伏发电系统所发电能全部输送至国家电网，实现能源共享。
（2）接入电压等级（3）接入容量接入容量应根据中南光电的用电需求来确定。
经过详细计算，我们确定接入容量为1MW。
（4）接入线路接入线路应选择距离最近的国家电网变电站，以降低线路损耗。
同时，采用双回路设计，确保供电可靠性。
三、系统配置1.光伏板选用高效单晶硅光伏板，具有较高的转换效率和较长的使用寿命。
根据项目规模，共需安装1000块光伏板。
2.逆变器逆变器是光伏发电系统的核心组件，我们选用具有高性能、高稳定性的品牌逆变器。
根据接入容量，共需配置10台逆变器。
3.储能系统储能系统用于存储多余的电能，以便在光伏发电不足时补充用电。
我们选用锂电池储能系统，具有较高的能量密度和较长的使用寿命。
4.监控系统监控系统用于实时监控光伏发电系统的运行状态，包括电压、电流、功率等参数。
我们选用具有远程监控功能的监控系统，便于实时掌握系统运行情况。
四、施工与调试1.施工准备在施工前，应进行现场勘查，了解接入线路、设备安装位置等信息。
同时，制定详细的施工方案和进度计划。
2.设备安装设备安装应按照设计要求进行，确保安装质量。
在安装过程中，要注意安全防护，避免发生安全事故。
3.调试运行设备安装完成后，进行调试运行。
检查各设备运行是否正常，系统参数是否达到设计要求。
风力发电和光伏发电并网问题的探究_4
风力发电和光伏发电并网问题的探究发布时间：2022-05-20T03:43:54.477Z 来源：《当代电力文化》2021年35期作者：刘晓军[导读] 近年来，我国对电能的需求不断增加，风力和光伏发电也有了很大进展。
风力发电和光伏发电在多数工业化国家中应用广泛，但风力发电存在不稳定和波动等问题。
刘晓军国投云南风电有限公司摘要：近年来，我国对电能的需求不断增加，风力和光伏发电也有了很大进展。
风力发电和光伏发电在多数工业化国家中应用广泛，但风力发电存在不稳定和波动等问题。
光伏发电的热储存能力可以有效减少风力发电的不稳定性，因此建立了风力发电与光伏发电联合运行的模型。
其中联合运行策略用两阶段随机优化模型来表示，其目的是在考虑实时不平衡结算的情况下，将日前市场收入最大化。
为了更加直观地展示该模型给电网带来的经济效益，本文首先分析了分析风力发电与光伏发电并网的特点和现状，其次探讨了风力发电与光伏发电并网的解决措施，以供参考。
关键词：风力发电；光伏发电；并网问题引言风力发电依靠的是自然界的风资源，同理，光伏发电依靠的是太阳能，这两种发电模式都是跟随新能源开发应运而生的产物，具有十分明显的环保优势和经济价值，且都可以维护自然界的生态平衡，节约能源的消耗。
但不可否认的是，这两者电网的并网本身也存在一定的困难，在调试的时候也会遇到一定的风险，进而影响整个电力系统的可靠性，所以在新时期，也应当针对并网系统展开更为深入的研究。
1分析风力发电与光伏发电并网的特点和现状1.1风力发电并网技术风力发电并网技术包括同步风力发电机组并网技术和异步风力发电机组并网技术。
同步风力发电机组并网技术是指风力发电机和同步发电机功能融合在同步运行的状态下，不仅可以同时输出有功功率，也可以为发电机组提供无功功率，这样可以使整个系统保持良好的稳定状态，在一定程度上优化电能质量。
在我国电力系统中，许多电力系统多选择使用了同步发电机组。
异步风力发电机组是指风力发电机与异步风力发电机进行功能上的结合。
太阳能并网发电系统
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一种带蓄电池储能的并网光伏发电系统设计
一种带蓄电池储能的并网光伏发电系统设计刘陇刚;郗复缓【摘要】随着太阳能光伏技术和光伏产业的大力发展,并网光伏发电已经成为光伏发电发展的主流方向.但是,因并网光伏电站规模的增大,接入系统数量的增多,光照条件变化引起的光伏电站输出功率的波动性问题和负荷消纳引起的弃光限电问题,给电网的规划、运行和调度造成了很大困难,严重影响了并网光伏电站的发展.因此,对抑制并网光伏发电功率波动展开分析,引入一种带蓄电池储能系统的并网光伏发电系统设计方案,实现了对并网光伏发电系统的可调度式发电,有效解决了并网光伏电站的功率波动性、弃光限电等问题,为并网光伏发电提供了新的解决方案.【期刊名称】《通信电源技术》【年(卷),期】2018(035)012【总页数】3页(P56-58)【关键词】并网光伏发电;蓄电池;储能系统;弃光限电;功率波动性【作者】刘陇刚;郗复缓【作者单位】黄河上游水电开发有限责任公司,青海西宁 810000;兰州城市学院,甘肃兰州 730000【正文语种】中文1 蓄电池储能系统的应用考虑在并网光伏电站应用中，由于光能的间歇性和波动性特点，光伏发电系统独立运行很难提供连续稳定的能量输出，成为制约光伏发电大规模发展的关键技术瓶颈[1]。
储能系统对光伏发电功率平滑输出十分有效，根据电网的运行状态，对蓄电池采取不同的充、放电控制策略[2-3]。
通过制定光伏电站和储能单元的控制策略，储能蓄电池在并网光伏电站中得到了较大规模的应用。
2 并网光伏发电系统设计并网光伏电站总装机容量为20 MW。
光伏组件选择目前市场的主流产品，采用72片PERC单晶340 Wp组件。
目前，国内光伏电站采用的支架形式主要有固定式和跟踪式组件支架，本项目采用固定式组件支架，因为其价格较低、结构较稳定。
固定支架最佳倾角经计算确定为33°。
逆变器是光伏发电系统中将直流电转换为交流电的主要设备。
通过对各类逆变器优缺点进行比较，为降低损耗提高发电量，本电站选用组串式逆变器。
与景观结合的奥运森林公园并网光伏发电系统
与景观结合的奥运森林公园并网光伏发电系统
许兰刚;刘世俊;林景祥
【期刊名称】《中国能源》
【年(卷),期】2008(030)006
【摘要】并网光伏发电系统与奥运森林公园景观相结合,体现了"绿色奥运、科技奥运、人文奥运"三大理念,是清洁能源技术在奥运会中的应用.并网光伏发电系统设计中采用了MPPT技术、防孤岛效应技术、逆功率反送保护技术和完善的并网光伏发电系统监控技术,提高了并网光伏发电系统运行的可靠性和电网的安全性.奥运期间奥运区域供电等级提升为特级,为满足供电可靠性,示范电站采用带功率流向检测的并网模式,当并网光伏发电系统的有功功率超过指定负载的有功功率时,切断并网光伏发电系统,防止电能馈入电网.
【总页数】4页(P39-42)
【作者】许兰刚;刘世俊;林景祥
【作者单位】华北电力大学动力工程系,北京,102206;德国技术合作公司(GTZ),北京100029;北京科诺伟业科技有限公司,北京,100085
【正文语种】中文
【中图分类】TK514
【相关文献】
1."十一五"国家科技支撑计划项目研究课题——奥运森林公园景观水系水质净化与保持技术 [J], 胡洪营;孙迎雪;李鑫
2.泰州中盛光电公司光伏发电系统在北京奥运场馆并网 [J], ;
3.基于极点配置与重复控制相结合的三相光伏发电系统的并网策略 [J], 刘飞;查晓明;周彦;殷进军;段善旭
4.自然与人文相结合的森林公园景观规划探讨——以蒙山森林公园广场规划为例[J], 吴军;李鹏波;臧真荣
5.土人笔耕大写“田”——访奥运森林公园及中心区景观设计优秀方案主创者俞孔坚 [J], 古春晓
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国家发改委、浙江省发改委 与日本新能源产业技术综合 开发机构(简称NEDO）合作。
中方执行单位：杭州电子科技大学 日方执行单位：清水建设技术研究所
微网系统的电源容量240kW 太阳能发电：120kW 柴油发电机：120kW 光伏发电（自然变动能源） 比率提升到50%。
23
欧盟的微网研究
多微网项目的主要目标： 研究成熟的分布式电源控制技术 研究多个微网的集成 研究标准和基准的需要 实际微网中的控制技术 微网对电力系统运行和计划的影响
24
欧洲的微网示范项目
希腊Kythnos岛微网系统
25
欧洲的微网示范项目
荷兰Continuon度假村微网系统
26
日本的微网研究（NEDO美国新墨西哥实证项目）
2
一、分布式发电、微型电网与智能电网 1、分布式发电（Distributed Generation, DG)
以清洁能源为主的分布式电源（ Distributed Energy Resources, DERs）
微型燃气轮机发电：以天然气、甲烷、汽油（柴油）为燃料
的超小型燃气轮机，发电效率可达30%以上，实行热电联产，效 率可进一步提高。特点：体积小、发电效率高、排污少、运行维 护简单。
微网系统在独立（孤岛）运行的电 能质量标准 标准电压380V：380V±7% ±0.1～0.3Hz（平均值） △V10≦0.32V（平均值） 3～5%（综合）
43
项目的特点
构建微网系统，把光伏发电比率提升到50% 太阳能发电：120kW 柴油发电机：120kW 对并网及独立运行状态下的供电稳定性进行验证 通过供需控制系统实现稳定供电 利用蓄电池、超级电容追随负荷变动 通过质量调节、瞬间电压跌落补偿装置提高供电品质 独立运行时，积极利用干扰发生装置验证供电品质 通过人工干扰（电压变动、频率变动、闪变、高次谐波 等）， 对维护供电品质的对策进行验证
在数秒内动作，以响应外部输配电网的需求 用户侧：微型电网相当于可定制的电源，可满足用户多样化
的要求。例如增加供电可靠性，降低馈线损耗，支持当地电 压，及时提供电压下坍的校正，利用废热提高效率。
电压等级：适合于中、低压配电网 电源容量：微电源的容量在几十千瓦~几百千瓦，或几个兆瓦 运行模式：并网运行、自治运行（孤岛运行）
21
欧盟的微网研究
主要研究成果：
DERs 的模型 基于代理的控制策略、本地黑启动策略、接地和保护方案 控制算法，包括分层式和分布 分布式电网内外的能量管理 装置以及接口的响应和其它要求 可靠性效益和降低的损耗 研制了一些稳态和动态分析工具
22
欧盟第六框架计划 （II）- 多微网
11个欧盟国家，22个成员单位，NTUA组织实施， 2002-2006 预算850万欧元
超级电容、质量调节装置等
电压跌落补偿系统 39
逆变器、并网连接、综合控制室
第4变电所
控制室
40
研究的目标
今后能够大量引进太阳能发电等新能源
担心会给电网带来影响
构筑以太阳能等自然变动能源为主体的稳定微网系统
对利用微网安全供电时所需要的技术性课题 进行实证研究
并网状态：以尽量降低对电网的影响为前提，实现稳定供电 独立运行： 提供电压、频率稳定的高品质电力
工厂、农村、海岛、国防军事等
29
并网光伏发电微型电网
kW kW
kW kW
kW
大規模太陽光発電 の導入建物
平滑化し、電力品質維持
打ち消しあうように、
time
発電機等を制御
time
受電点
time
蓄電池＋発電機
电力公司
蓄電装置
time
time
天然ガスコージェネ 発電機
30
先进稳定的并网光伏发电微网系统
中日政府可再生能源科技合作项目
负荷A
32
微网系统的电源容量：240kW 太阳能发电：120kW 柴油发电机：120kW 光伏发电（自然变动能源）比率提升到50%。
国内第一座并网光伏发电微型电网系统 世界上第一座自然变动电源比例达50%的并网光伏发 电微网系统
33
实证实验系统的构建
微网构建的位置
第6、第８教学楼
34
实证试验系统配置图
11
智能电网（Smart Grid）
智能电网（Smart Grid）与微型电网（Micro Grid）
The goals of both the Smart Grid and the Micro Grid are the same: to maximize generation assets through embedded intelligence while dramatically boosting efficiencies, thereby minimizing costs.
分布式发电特点：
靠近负荷用户，通过电能和热能的综合利用提高能源利用效率 提高电能质量和供电可靠性 减少各种碳化物的排放，比较环保 减少电能远距离传输带来的线损和各种稳定方面的问题 延缓因负荷不断增长带来的电网不断扩建 总之, 大电网与分布式发电（DG）相结合：降低能耗、提高电力 系统的可靠性和灵活性。
27
日本清水建设技研所的CHP微网系统
28
综合控制系统
燃气内燃机 350kW 燃气内燃机 90kW
镍氢电池
40kW x 10hrs
排热利用
排热回收
பைடு நூலகம்
排熱热回収收型 吸收式冷温水发生器
蓄热
超级电容（EDLC） 100kW x ±2 sec
热泵 冷气机
蓄热槽
太阳能发电10kW
冷热水
购电
通往实验楼
电的流动
热气的流动
典型微型电网结构示意
一种新型的电力系统：
• 将一定区域内拥有的发电资源联结起来，并通过配电网与主干大 电网并网运行
• 可以并网运行，也可以孤岛运行
智能电网（Smart Grid）
3、智能电网（Smart Grid）
智能电网应有以下特点: 提供符合21世纪需求的高品质电能 电力系统有故障或干扰发生时，能自愈 用户积极参于需求响应，定制用户电力系统 容纳所有发电资源及储能装置 能柔性应对自然灾害和人为破坏，增强电力安全 提供新产品、服务及市场 优化资产、高效运作 智能电网：配电网、输电网
31
光伏发电微网系统的构成
大学内的高压系统
供需控制系统
监测 控制
并网点 闭：并网运行 开：自立運転
微网
超级电容 EDLC
100kW±2sec
铅酸蓄电池 50kW×1h
柴油 发电机 120kW
质量调节 装置
100kVA
模拟负荷 200kW
太阳能发电 120kW
干扰发生 装置
瞬间电压 跌落补偿器
100kVA 负荷B
燃料电池发电：熔融碳酸盐型MCFC、磷酸盐型PAFC、固体
氧化物型SOFC、质子交换膜PEMFC。将燃料（天然气、煤制 气、石油）中的氢气借助电解质与空气中的氧气发生化学反应， 在生成水的同时进行发电。 除电能之外，副产品：热、水、少量CO2
分布式电源（ Distributed Energy Resources, DERs）
太阳能发电技术（光伏、光热） 风力发电技术 生物质能发电技术 海洋能发电技术 地热能发电技术
储能装置：
蓄电池储能、超导储能、飞轮储能
分布式发电（ DG）
化石能源
可再生能源
清洁能源
减少 CO2 排放量
节省能源 / 降低能源成本
分布式发电（ DG）
分布式发电（ DG）是通过在配电网建立单独的发电装 置来对重要负荷进行供电，并通过PCC（point of common coupling）和外界电网进行能量交换。
28
三、HDU-光伏发电微型电网（PV Micro Grid
并网光伏发电微型电网系统 以太阳光发电为主要电源，并需有稳定电源（如微
型燃气轮机、燃料电池、大容量储能装置等）配合 具有洁净、运行成本低、可直接分布在用户负荷中
心附近、适合城市化、区域化应用 提高灾变情况下供电系统可靠性 应用场合：公共设施、学校、社区、医院、商场、
分布式发电（ DG）
分布式发电的不足：
分布式电源单机接入配电网成本高，控制困难 分布式电源对于大电网而言是不可控源，通常电力公司是采取 限制、隔离的方式来对待DERs，减少DERs对大电网的冲击 当电力系统出现故障时，DERs必须马上退出运行，影响了DERs 作用的发挥
微型电网（ Micro Grid）
智能电网和微电网的目的是相同的，即：通过嵌入式智能化 来最大化发电资产同时梦幻化地提高效益，从而使成本最小 化 EMS、BEMS、HEMS
12
二、国外微网发展现状
美国的微网研究 – CERTS（最早的微网）
13
美国的微网研究– CERTS（美国电力可靠性技术解决方案协会） CERTS微电网的设计特点：
发电机室 蓄电池室
配电盘室
控制室 ４F
地下 电缆
第4 变电所
太阳能电池
35
太阳能电池（120ｋW)配置图
太阳能电池板的数量 : 728 张 电池板安装面积 : 946m2 固定输出功率 : 120ｋW
36
屋顶太阳能光伏发电系统
37
柴油发电机组、蓄电池系统
柴油发电机组
蓄电池系统
38
EDLC控制系统、电压跌落补偿系统
41
实证研究的内容
对微网稳定供电对策进行验证 对供需的控制方法进行验证 对瞬间、短周期（数秒内）功率（电压、频率）变 动的追随性能进行验证 对在最大程度上利用太阳能发电等自然变动电源 的供电系统进行验证 对并网及自立运行时的电力供需状态模拟和分析