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2.2光伏并网发电系统的组成
太阳能光伏发电并网系统组成如图所示,该系统一般由太阳能电池光伏阵列、MPPT控制、DC/DC变换器、驱动电路以及控制器组成,其中变换器可将太阳能光伏阵列发出的直流电逆变成正弦交流电并入公共电网。控制器主要控制逆变器并网电流的波形、功率以及光伏电池最大功率点的跟踪,以便向电网传送的功率与太阳能光伏电池阵列所发的最大功率电能相匹配。
2.3光伏并网发电系统的控制方式
如果光伏并网逆变器的输出采用电压控制,则相当于是电压源与电压源并联运行;如果光伏并网逆变器的输出采用电流控制,就相当于电流源与电压源并联运行。逆变器采用电流控制时,只需控制逆变器的输出电流跟踪电网电压,控制输出电流与电网电压同频同相,这样系统的功率因数为1。目前,光伏并网逆变器一般都采用电压源输入、电流源输出的控制方式。
太阳能光伏发电并网系统的逆变器通常采用电流控制模式,这样整个系统系统实际上就是一个电压源和电流源并联的系统。逆变器并网运行的主要控制目标是要保证逆变器输出电流与公共电网电压同频同相,并且还能实时跟踪电网电压实现最大功率跟踪控制。通过采用锁相控制技术实现太阳能光伏发电并网系统输出的并网电流与公共电网电压相位同步,保证系统输出的功率因数为1。逆变器并网运行时还要控制并网电流的总畸变失真要低,以减小对电网的谐波影响,使并网系统的有功功率输出达到最大。
2.4光伏并网发电系统的分类
光伏并网发电系统可以按照系统功能分为两类:一种为不含蓄电池环节的不可调度式光伏并网发电系统;另一种为含有蓄电池组的可调度式光伏并网发电系统。系统结构图如1.1所示
可调度式光伏并网发电系统增加了储能环节,系统首先对蓄电池进行充电,然后根据需要将系统用作并网或者经逆变后独立使用,系统工作时间和并网功率大小可以人为设定。可调度式并网系统虽然在表面上看来比不可调度式系统功能齐全,但由于增加了储能环节,带来了很多严重的问题,这是因为:
(1)由于采用蓄电池作为储能设备,系统必须增加蓄电池的充电装置,这就增加了成本并且降低了系统的可靠性。
(2)蓄电池组的寿命较短。目前免维修蓄电池在良好环境下的工作寿命通常为5年,而光伏阵列稳定工作的寿命则在25~30年之问,这样就需要定期更换蓄电池组,又增加了许多系统的投入。
(3)蓄电池组较为笨重,需要占用较大空间,同时要防止泄露出腐蚀性液体,另外报废的蓄电池组要专门处理,否则会造成污染。
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