CN102684227A - 城市社区光伏发电站 - Google Patents

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Abstract

一种城市社区光伏发电站，包括屋顶光伏发电单元、电力波动调峰储能系统、光伏负载和调度控制中心，屋顶光伏发电单元设置在独栋居民建筑屋顶，所述屋顶光伏发电单元内集中铺设光伏面板、汇流和逆变组件；调峰储能系统和调度控制中心设置在专门的社区屋顶光伏发电站站房内，屋顶光伏发电单元、电力波动调峰储能系统和光伏负载通过电力线路和通信线路连接于所述调度控制中心。本发明提供一种高效、灵活的城市社区光伏发电站。

Description

城市社区光伏发电站
技术领域
本发明属于太阳能光伏发电领域，尤其是适用于城市社区的小型并网光伏电站。
背景技术
石化能源会在四十年内用罄，并且开采成本与难度与日俱增，能源危机已经引起了世界各国的高度重视，纷纷投入大量的科研力量和经费用于新能源的研究与开发，其中太阳能光伏发电由于具有资源丰富、清洁无污染、寿命长、使用维护简便等优点而广受亲睐。
目前太阳能光伏发电主要有两种基本形式，即：大型集中式光伏电站和分布式屋顶光伏系统。前者适用于光照条件优良、空旷面积广大的地区，如沙漠、草原等，采用大规模集中铺设光伏面板、大规模上网、远距离输送、大范围消纳；而分布式屋顶光伏系统适用于城市、村镇、边远地区的独立建筑，在用电侧并网，易于就地消纳，可作为补充性调峰电源使用，也无需对电网进行大的改造。
居民社区光伏发电是城镇屋顶光伏系统的一种重要应用形式，与厂矿/企业/开发区等屋顶光伏发电系统相比，居民社区光伏发电系统具有以下特点：光伏产生电力时段是8:00-17:00，高峰时段在10:00-16:00，而大部分城镇社区居民用电高峰却在晚间，即光伏发电高峰时段与用电高峰时段不一致。以包括50栋居住建筑的社区为例，屋顶可用于铺设光伏面板的有效面积平均约400m2/栋，如果按光伏面板发电功率为100Wp/m2的保守估计，则整个社区光伏发电功率约为100Wp/m2×400m2/栋×50栋=2MWp，而光伏发电时段，居民基本在上班或外出，家庭用电量相对较少，除车库应急照明和间歇照明之外，社区公共设施由于其重要性而不宜采用光伏系统供电。那么为了不浪费电能，社区屋顶光伏发电期间需要储能或者并网。如果采用储能方式，则储能系统的投入成本和使用维护成本都较大，严重降低光伏发电系统的经济性。所以居民社区屋顶光伏发电系统并网馈电是一种更为合理的应用形式，而众多居民社区屋顶光伏系统并网发电给市电网络的安全运行带来挑战。
发明内容
为了克服现有分布式屋顶光伏系统在城镇应用中存在的光伏电力浪费、分散并网而管理困难等缺点，本发明提供一种高效、灵活的城市社区光伏发电站。
为了解决上述技术问题采用的技术方案为：
一种城市社区光伏发电站，包括屋顶光伏发电单元、电力波动调峰储能系统、光伏负载和调度控制中心，屋顶光伏发电单元设置在独栋居民建筑屋顶，所述屋顶光伏发电单元内集中铺设光伏面板、汇流和逆变组件；调峰储能系统和调度控制中心设置在社区光伏发电站站房内，屋顶光伏发电单元、电力波动调峰储能系统和光伏负载通过电力线路和通信线路连接于所述调度控制中心。
进一步，所述调度控制中心集中监测系统内各屋顶光伏发电单元实时出力状态、调峰储能系统储能状态、光伏负载运行状态和光伏电力传输损耗信息，根据制定的光伏电力内部消纳和负载分配策略进行内部电力的调度和平衡控制，实时向电力调度管理部门报送发电站运行状态并接受后者的监控和调度。
再进一步，电力调度管理部门直接监控所述调度控制中心，实时监测社区光伏发电站的发电数据信息以及预期输出功率，结合当前配电网络的负载状态，控制社区光伏发电站的并网和离网工作状态切换。
更进一步，所述电力波动调峰储能系统由小容量的蓄电池组和双向逆变器构成。
本发明的技术构思为：本发明提供一种城市社区光伏电站结构，将大型居住社区内相对集中的建筑屋顶光伏发电装置利用网络化通讯技术加以互联并进行电力集中调度管理，光伏发电少部分给社区内部负载供电，大部分电力则在集中节点并网馈入市电网络。社区光伏发电站具有部分光伏电力就地消纳、在用户侧集中并网、损耗小、系统安全性高等优点，尤其解决了散户并网面大、点多、电能质量不一致而难以监控，以及居民社区光伏系统发电高峰时段与用电高峰时段严重不一致而导致的光伏电力浪费等问题，可作为城镇补充性调峰电源，可与现有集中电力供电系统结合形成一个高效、灵活的电力系统，提高户用屋顶光伏发电系统的能源利用率，是屋顶光伏系统应用的一种新的模式。
本发明的有益效果为：灵活性好、高效。
附图说明
图1为城市社区光伏发电站架构。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明。
参照图1，一种城市社区光伏发电站，主要由若干屋顶光伏发电单元、电力波动调峰储能系统、光伏负载和调度控制中心组成。其中屋顶光伏发电单元设置在独栋居民建筑屋顶，集中铺设光伏面板、汇流和逆变组件；调峰储能系统和调度控制中心设置在社区光伏发电站站房内。
逆变组件通过居民建筑现有的互联网/电视/电话线路与电力部门调度控制中心进行信息互联。电力部门调度控制中心集中监测系统内各屋顶光伏发电单元实时出力状态、调峰储能系统储能状态、光伏负载运行状态、光伏电力传输损耗等信息，根据研究制定的光伏电力内部消纳和负载分配策略进行内部电力的调度和平衡控制，实时向电力调度管理部门报送本发电站运行状态并接受后者的监控和调度。电力调度管理部门直接监控调度控制中心，实时监测社区光伏发电站的发电数据信息以及预期输出功率，结合当前配电网络的负载状态，控制社区光伏发电站的并网和离网工作状态切换。电力波动调峰储能系统由小容量的蓄电池组和双向逆变器构成，仅作为平滑间歇性光伏发电出力波动之用，而不作为光伏电力储能器。
图1为本发明的一个实例。屋顶光伏发电单元1至屋顶光伏发电单元n由光伏面板和DC-AC逆变器组成，光伏面板设置在社区建筑屋顶，DC-AC逆变器设置在社区建筑外墙或室内；电力波动调峰储能系统由小容量的蓄电池组和双向逆变器构成，设置在专用的配电房内；光伏负载由社区内公共照明、室内电脑、微波炉、冰箱、电视等小功率电器组成。屋顶光伏发电单元1至屋顶光伏发电单元n、电力波动调峰储能系统和光伏负载通过电力线路和通信线路连接于调度控制中心，通过电力线路实现城市社区光伏电站与配电网的连接，在统一的集中并网节点实现光伏发电的输出和市电的引入，通过通信线路与调度控制中心进行数据和控制信息的通讯。调度控制中心通过通信线路与电力调度管理部门联接，实时向电力管理部门报送城市社区光伏电站内部的运行数据，并接受电力调度管理部门的监督和调控。

Claims (4)

1.一种城市社区光伏发电站，其特征在于：包括屋顶光伏发电单元、电力波动调峰储能系统、光伏负载和调度控制中心，屋顶光伏发电单元设置在独栋居民建筑屋顶，所述屋顶光伏发电单元内集中铺设光伏面板、汇流和逆变组件；调峰储能系统和调度控制中心设置在社区光伏发电站站房内，屋顶光伏发电单元、电力波动调峰储能系统和光伏负载通过电力线路和通信线路连接于所述调度控制中心。
2.如权利要求1所述的城市社区光伏发电站，其特征在于：所述调度控制中心集中监测系统内各屋顶光伏发电单元实时出力状态、调峰储能系统储能状态、光伏负载运行状态和光伏电力传输损耗信息，根据制定的光伏电力内部消纳和负载分配策略进行内部电力的调度和平衡控制，实时向电力调度管理部门报送发电站运行状态并接受后者的监控和调度。
3.如权利要求2所述的城市社区光伏发电站，其特征在于：电力调度管理部门直接监控所述调度控制中心，实时监测社区光伏发电站的发电数据信息以及预期输出功率，结合当前配电网络的负载状态，控制社区光伏发电站的并网和离网工作状态切换。
4.如权利要求1~3之一所述的城市社区光伏发电站，其特征在于：所述电力波动调峰储能系统由小容量的蓄电池组和双向逆变器构成。
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