CN104348181A - 一种高效率的光伏分布式发电系统 - Google Patents

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钱弢
邓平
王皓天
陆志平
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GUODIAN NEW ENERGY TECHNOLOGY INSTITUTE
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    • H02S10/00—PV power plants; Combinations of PV energy systems with other systems for the generation of electric power
    • H02J3/383—
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Abstract

本发明公开了一种高效率的光伏分布式发电系统，包括包括发电装置、高效光伏组件、可调倾角支架、并网型逆变器、并网交流箱、控制装置、监控控制器和环境监测仪。太阳光照射到光伏组件上，组件发生光伏效应产生直流电，经并网逆变器转换为交流电，供用户负载用电，当用户侧负载不用电或电用不完时电流上网传给公共电网。本发明所述高效率的光伏分布式发电系统，采用了光伏组件、可调倾角支架、并网型逆变器，因此发电效率高、整体发电量提高约10%。同时采用了监控控制器，对系统进行优化控制和管理，提高了电能质量和对电网的安全性。

Description

一种高效率的光伏分布式发电系统
 
技术领域
本发明涉及一种发电系统，特别是一种高效率的光伏分布式发电系统。
背景技术
光伏分布式发电系统是在用户侧就近利用分布式光伏电源，将太阳光能转换为直流电，然后再转换为交流电供用户直接使用和上电网的一种发电系统，它是对大电网远距离传输电能的有效补充。
光伏分布式发电是一种新型的、具有广阔发展前景的发电和能源综合利用方式，它倡导就近发电，就近并网，就近转换，就近使用的原则，不仅能够有效提高同等规模光伏电站的发电量，同时还有效解决了电力在升压及长途运输中的损耗问题。但是分布式发电对如何最大化太阳能发电量、如何保证电网安全也提出了严格要求，这一过程光伏逆变器的功能性和稳定性也显得异常关键。
发明内容
发明目的：本发明的目的在于解决现有技术光伏分布式发电系统整体效率低并且无优化控制的问题。
技术方案：本发明提供以下技术方案：一种高效率的光伏分布式发电系统，包括光伏组件、可调倾角支架、并网逆变器、交流并网箱、公共电网、用户侧负载、监控控制器、环境监测仪；其中光伏组件和可调倾角支架连接，可调倾角支架与并网逆变器连接，并网逆变器与交流并网箱连接，交流并网箱分别与公共电网和用户侧负载连接，用户侧负载与监控控制器连接，监控控制器与交流并网箱相互连接，监控控制器与可调倾角支架连接，环境监测仪与监控控制器连接。
作为优化，所述发电系统中光伏组件采用高效晶硅或薄膜组件。
作为优化，所述发电系统中光伏组件安装在可调倾角支架上，可调支架为手动或电动调节。
作为优化，所述发电系统中并网交流箱包括网侧断路器、防雷器、发电计量表、并网接口和交流电压电流表。
工作原理：太阳光照射到光伏组件表面，组件安装在可调倾角支架上，光伏组件发生光伏效应产生直流电，经并网逆变器转换为交流电，通过交流并网箱供用户侧负载用电，当用户侧负载不用电或电用不完时电量上公共电网。整个过程由监控控制器监控、控制。
有益效果：本发明与现有技术相比：本发明所述光伏组件采用高效晶硅或薄膜组件，性能稳定、转换率高；可调倾角支架采用电动或手动调节水平倾角的角
度来提高直射到组件表面的太阳辐射量，从而提高发电效率及发电量；并网型逆变器具有MPPT电压范围广、启动电压低、转换效率高、使用膜电容技术等特点，同时兼具汇流、功率补偿功能。本发明所述高效率的光伏分布式发电系统，采用了光伏组件、可调倾角支架、并网型逆变器，因此发电效率高、整体发电量提高约10%。同时采用了监控控制器，对系统进行优化控制和管理，提高了电能质量和对电网的安全性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
具体实施方式
如附图1所示包括光伏组件11、可调倾角支架12、并网逆变器13、交流并网箱14、公共电网15、用户侧负载16，监控控制器21、环境监测仪22。
电流产生、传输过程如下：太阳光照射到光伏组件11表面，组件安装在可调倾角支架12上，光伏组件11发生光伏效应产生直流电，经并网逆变器13转换为交流电，通过交流并网箱14供用户侧负载16用电，当用户侧负载16不用电或电用不完时电量上公共电网15。整个过程由监控控制器21监控、控制。
光伏组件11采用高效晶硅或薄膜组件，性能稳定、转换率高，此项是在等面积的占地情况下增加发电量最直接的方式。光伏组件11安装在可调倾角支架12上，可调倾角支架12可为手动或电动方式，手动方式调节是由工作人员根据预先分析计算好的太阳辐射量，在某个时间调节支架与水平面的倾角；电动方式调节是由电动马达带动，由监控控制器21控制，监控控制器21里有预先根据当地全年太阳辐射量设置的数据库，季节性调节支架的水平倾角或由环境监测仪22测量出正午时刻照射到组件上的太阳辐射量，将信号传给监控控制器21，然后监控控制器21控制电动马达调节水平倾角，最终提高直射到光伏组件11表面的太阳辐射量，一年内倾角调节的次数由数据库设定而成，调节次数越多，发电量越高，但对可调支架的结构、机电性能要求越高，可根据发电量和投入比而定；通过此项能提高系统约4%的发电量。并网逆变器13是将光伏组件11发出的直流电汇集起来并将直流逆变成交流，它与常规逆变器相比具有高转换效率98%以上，使用膜电容提供了系统的使用寿命，宽直流电压输入范围（最高达1000V），启动电压低（270V），满载MPP电压广（250-800V）等优点，增加了发电效率和发电量；同时兼具汇流箱、直流配电柜、功率补偿的功能，减少了电气元件及直流电缆的功率损失。交流电通过交流并网箱14传输到公共电网15或用户侧负载16，交流并网箱14内含并网接口、断路器、防雷器、交流电压电流表、发电计量表，发电计量表安装在公共电网15侧，对上网的电量进行计量。
整个控制过程如下：环境监测仪22感知环境温度、太阳辐射量、风速等，将这些信号传输给监控控制器21，监控控制器21内有数据库，控制可调倾角支架12，改变倾角角度。并网逆变器13感知每路光伏组串直流电压电流、功率补偿电压等信号，交流并网箱14感知交流电压电流信号并传输给监控控制器21控制并网逆变器13内每路断路器的开闭、调节功率、对每路光伏组串工作状况、电能质量进行监控，防止对公共电网15的冲击；监控控制器21控制交流并网箱14内断路器的开闭。用户侧负载16感知用电情况并将信号传输给监控控制器21，执行为当用户侧负载16不用电时，连接负载16的断路器打开，连接电网15的断路器闭合，系统发出的交流电直接传输给公共电网15；当用户侧负载16用电但用不完时，连接负载16和电网15的断路器闭合，但有逻辑先后关系，系统发出的电先供负载16使用，余下部分传输给公共电网15；当用户侧负载16用电足够多时，连接负载16的断路器闭合，连接电网15的断路器打开，系统发出的电全部供负载16使用。监控控制器21集成环境、安防、电能量、电能质量等监测数据，分类处理，分类存储，统一界面显示监测数据，所有的通讯接口都为RS485，操作方便。 
    该系统较常规系统，采用了高效光伏组件、可调倾角支架、高效并网型逆变器，因此发电效率高、整体发电量提高约10%。同时采用了监控控制器，对系统进行优化控制和管理，提高了电能质量和对电网的安全性。

Claims (4)

1.一种高效率的光伏分布式发电系统，其特征在于：包括光伏组件（11）、可调倾角支架(12)、并网逆变器(13)、交流并网箱(14)、公共电网(15)、用户侧负载(16)、监控控制器(21)、环境监测仪(22)；其中光伏组件（11）和可调倾角支架(12)连接，可调倾角支架(12)与并网逆变器(13)连接，并网逆变器(13)与交流并网箱(14)连接，交流并网箱(14)分别与公共电网(15)和用户侧负载(16)连接，用户侧负载(16)与监控控制器(21)连接，监控控制器(21)与交流并网箱(14)相互连接，监控控制器(21)与可调倾角支架(12)连接，环境监测仪(22)与监控控制器(21)连接。
2.根据权利要求1所述的高效率的光伏分布式发电系统，其特征在于：所述发电系统中光伏组件采用高效晶硅或薄膜组件。
3.根据权利要求2所述的高效率的光伏分布式发电系统，其特征在于：所述发电系统中光伏组件安装在可调倾角支架(1)上，可调支架为手动或电动调节。
4.根据权利要求3所述的高效率的光伏分布式发电系统，其特征在于：所述发电系统中并网交流箱(3)包括网侧断路器、防雷器、发电计量表、并网接口和交流电压电流表。
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