CN103457292A - 一种太阳能并网发电系统及其控制方法 - Google Patents

一种太阳能并网发电系统及其控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明揭示了一种太阳能并网发电系统，太阳能发电站发电电流经二极管输送至逆变器，辅助供电单元输出电压至可控整流器，所述的可控整流器与二极管并接，并采集太阳能发电站输出电压值，所述的逆变器与电网连接。该太阳能并网发电系统是一种有效和高效利用太阳能光伏进行发电和供能的装置，在符合条件的城乡各家各户和各种建筑物上安装太阳能光伏发电，可满足30%—40%的清洁能源，是能源安全和消除PM2.5主要污染物的有效手段，也是有效消纳光伏产能的重要举措。

Description

一种太阳能并网发电系统及其控制方法
技术领域
本发明涉及发电装置，特别涉及太阳能分布式发电装置和太阳能孤网发电系统。
背景技术
目前利用光伏发电存在诸多缺陷，导致难以并网发电，主要由于多云和阴雨天气下发电非常不稳定，并网发电很困难，而用蓄电池储能成本很高、管理难度大，使得太阳能发电的发展受到很大的限制。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是实现一种能够有效和高效利用太阳能光伏进行并网发电的太阳能发电系统，保证了光伏发电可持续发展。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种太阳能并网发电系统，太阳能发电站发电电流经二极管输送至逆变器，辅助供电单元输出电压至可控整流器，所述的可控整流器与二极管并接并输出差额电压至逆变器，所述的可控整流器采集太阳能发电站输出电压值，所述的逆变器与电网连接。
所述的可控整流器内设有一组吸收太阳能发电站超电压的电容器。
一种太阳能并网发电系统控制方法，当太阳能发电站输出电压等于电网额定输入电压时，整流器的输出电压为零，因为给定电压加上反馈电压调整至零；当太阳能发电站输出电压小于电网额定输入电压时，整流器控制输入电压上升，可控整流器电压也上升，使逆变器输出电压等于电网额定输入电压。
本发明太阳能并网发电系统是一种有效和高效利用太阳能光伏进行发电和供能的装置，在符合条件的城乡各家各户和各种建筑物上安装太阳能光伏发电，可满足30%—40%的清洁能源，是能源安全和消除PM2.5主要污染物的有效手段，也是有效消纳光伏产能的重要举措。
这种分布式太阳能发电方式，可在海岛和边远地区组成太阳能孤网发电，只要有一户光伏发电用蓄电池储能作为辅助能源，后续光伏发电用户可以用网上能源作辅助能源或者用超级电容器和小容量的蓄电池储能，因超级电容器和小容量的蓄电池储能成本低，使用寿命长，污染轻，可全天候提供生产生活用能，有多余电能可以储热、储氢、储存压缩空气，热能、氢能以及压缩空气能可以再发电，可以彻底打破光伏发电并网的桎梏，全面实施金太阳工程，中国农村可以往城市输送电能，边疆、海岛可以往内地输送电能，丘陵、山区可以往平原输送电能，符合中央提出的太阳能发电，建立高效简洁并网发电体系，电网可以全额收购太阳能光伏发电系统的电能，从而达到大幅度降低成本的目的，并能实现可持续发展的要求，十分符合修改后的《再生能源法》并网发电的要求，也符合金太阳示范工程的要求。
附图说明
下面对本发明说明书中每幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为太阳能并网发电系统框图；
图2为太阳能并网发电系统控制电路原理图；
上述图中的标记均为：1、太阳能发电站；2、可控整流器；3、逆变器；4、辅助供电单元；5、二极管。
具体实施方式
参见图1可知，太阳能并网发电系统主要由太阳能发电站1、可控整流器2、逆变器3、辅助供电单元4和二极管5构成，太阳能发电站1发电电流经二极管5输送至逆变器3，辅助供电单元4为交流电源或蓄电池，其输出电压至可控整流器2，该可控整流器2输出差额电压与二极管5并接，并采集太阳能发电站1输出电压值，逆变器3与电网连接。具体的说，当太阳能发电站1电压产生波动时，产生的差额电压由辅助供电单元4输送至可控整流器2的控制电路，当太阳能发电站1的电压下降时，可控整流器2的电压升高；当太阳能发电站1的电压升高时，可控整流器2的电压下降；当太阳能发电站1的电压正常时，可控整流器2输出电压为零，太阳能发电站1的电压加上可控整流器2的电压始终等于逆变器3的输入电压，使逆变器3的电压输出始终平稳。
还可以在可控整流器2内设有一组吸收太阳能发电站1超电压的电容器，这样就能在太阳能发电站1发电产生超电压时吸收超额电量，也就能保持逆变器3的电能稳定，使得再生能源发电并网非常容易。贮存在电容器内的电量可以用作储存的热能、氢能、压缩空气能等。
太阳能并网发电系统控制方法如下：当太阳能发电站1电压正常时，即输出电压等于电网额定输入电压时，给定电压加上反馈电压，控制输入电压为零；当太阳能发电站1电压下降时，即输出电压小于电网额定输入电压时，反馈电压也下降，而控制输入电压上升，可控整流器2的电压升高；当太阳能发电站电压升高时，反馈电压增加，当反馈电压等于给定电压时，反馈输入电压为零，可控整流器2的电压也为零，此时设置在可控整流器2内的吸收太阳能发电站1超电压的电容器工作，吸收多余电能，确保太阳能发电站1的电压加上可控整流器2的电压始终等于逆变器3的输入电压，使逆变器3的电压输出始终平稳。这种发电方式可替代储能发电设备。

Claims (4)

1.一种太阳能并网发电系统，其特征在于：太阳能发电站（1）发电电流经二极管（5）输送至逆变器（3），辅助供电单元（4）输出电压至可控整流器（2），所述的可控整流器（2）与二极管（5）并接,可控整流器（2）输出差额电压和太阳能发电站（1）输出电压值相串联，并和逆变器（3）相连接，所述的逆变器（3）与电网连接。
2.根据权利要求1所述的太阳能并网发电系统，其特征在于：所述的可控整流器（2）内设有一组吸收太阳能发电站（1）超电压的电容器。
3.根据权利要求1或2所述的太阳能并网发电系统，其特征在于：所述的辅助供电单元（4）为交流电源或蓄电池。
4.一种太阳能并网发电系统控制方法，其特征在于：
当太阳能发电站（1）输出电压等于电网额定输入电压时，整流器（2）的输出输入电压为零；当太阳能发电站（1）输出电压小于电网额定输入电压时，整流器（2）的控制输入电压上升，使逆变器（3）输出电压等于电网额定输入电压。
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