4 充電控制器性能和防止遭受雷擊的措施
4.1 充電控制器性能的好壞對(duì)系統(tǒng)有著很大影響
對(duì)光伏充電控制器性能的評(píng)價(jià)主要可以從
可靠性、易維護(hù)性和充電效能三方面考慮。一個(gè)質(zhì)量?jī)?yōu)良、安全可靠、不易出故障的光伏充電控制器顯然是對(duì)光伏系統(tǒng)整體性能的有效保證,尤其是蓄電池充放電電壓控制'點(diǎn)等關(guān)鍵設(shè)定的
穩(wěn)定性直接關(guān)系著蓄電池的使用安全和壽命。一個(gè)構(gòu)造清晰,出故障后容易修理的易維護(hù)的光伏充電控制器也可以從另一個(gè)方面提高光伏系統(tǒng)的性能。而光伏充電控制器的自身能耗和充電控制策略的優(yōu)良,則直接影響到光伏系統(tǒng)本身可提供的電能的多少,低功耗高效率的光伏充電控制器可以提高光伏組件的利用率,進(jìn)而提高光伏系統(tǒng)的整體性能。
4.2 防止充電控制器遭受雷擊的措施
要防止雷擊首先要了解雷電人侵電力系統(tǒng)的途經(jīng),雷電人侵一般有直擊雷、感應(yīng)雷和雷電波侵人三種方式。
直擊雷是指直接落到太陽能電池方陣、低壓配電線路、電氣設(shè)各及其配線等處,以及在其近旁的雷擊。直擊雷的電流峰值在15～20kA以下的大約占5O%,也可觀測(cè)到200～30OkA范圍的雷擊。由于這樣雷擊的能量非常大,作為防直擊雷的措施有安裝避雷針等。
感應(yīng)雷分為由靜電感應(yīng)形成的雷和由電磁感應(yīng)形成的雷。由靜電感應(yīng)形成的雷是因雷云形成,例如電纜感應(yīng)產(chǎn)生的正電荷和雷擊產(chǎn)生的地表的電荷中和后剩下來形成雷電浪涌。由電磁感應(yīng)形成的雷,是由于落到電纜附近的雷擊產(chǎn)生的雷電電流使電纜感應(yīng)形成雷電浪涌。
光伏充電控制器一端連接蓄電池,一端連接太陽能電池方陣。蓄電池由于安裝在建筑物室內(nèi),只要建筑物按建筑規(guī)范設(shè)置了建筑物
防雷措施,蓄電池基本沒有遭受雷擊的可能,所以充電控制器連接蓄電池的一側(cè)不用特別的防雷措施。
而太陽能電池方陣安裝在室外露天,光伏組件邊框一般為
鋁制,光伏安裝
支架一般為鋼
結(jié)構(gòu)構(gòu)件,這就大大增加了遭受雷擊的可能性。為防止直擊雷擊中太陽能電池方陣,光伏安裝場(chǎng)地應(yīng)該設(shè)置避雷針,避雷針應(yīng)該可靠接地,使雷電電流可以安全快速地入地;為了保證電氣設(shè)各的安全,避雷針的接地應(yīng)該和電氣設(shè)各的保護(hù)地分開,并保持足夠的安全距離。為防止感應(yīng)雷造成的危害,光伏電纜應(yīng)該設(shè)置金屬橋架,并可靠接地;光伏場(chǎng)地控制器應(yīng)該具有封閉的金屬外殼,并可靠接地,同時(shí)保證接地點(diǎn)等電位連接。為防止雷電波侵人造成的危害,光伏控制器在光伏進(jìn)線的人口處應(yīng)該安裝防雷器件,如壓敏電阻或防雷模塊,并可靠接地。
5 逆變器疊加使用和控制逆變-體機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)
5.1 逆變器疊加使用
在光伏電站中使用的逆變器也可以稱為獨(dú)立式逆變器,這種逆變器在輸出電能的同時(shí)自己建立一個(gè)220V/50Hz的電網(wǎng)。
一般情況下,這種逆變器不能直接將多臺(tái)逆變器的交流輸出并聯(lián)疊加使用。因?yàn)槊颗_(tái)逆變器都有自己獨(dú)立的電壓、頻率和相位特性,即便是同時(shí)開機(jī)投入工作,也無法保證各臺(tái)逆變器輸出的電壓、頻率和相位完全相同,導(dǎo)致電網(wǎng)
波形失真,電壓電流漂移,會(huì)造成電網(wǎng)無法工作,嚴(yán)重的會(huì)導(dǎo)致逆變器輸出電流反向而形起逆變器損毀。
如果確實(shí)有必要將多臺(tái)逆變器并聯(lián)使用,以擴(kuò)大逆變器輸出的容量,就必須選用可以并機(jī)工作的逆變器型號(hào)。在這種情況下,一臺(tái)逆變器稱為主機(jī),其他逆變器稱為從機(jī),由主機(jī)建立電網(wǎng)確定電網(wǎng)的電壓、頻率和相位等基本參數(shù)。同時(shí)向從機(jī)發(fā)出同頻同相指令,從機(jī)根據(jù)該指令向電網(wǎng)中輸人完全相同的交流電能,如果從機(jī)和主機(jī)的頻率相位產(chǎn)生偏差,從機(jī)就應(yīng)該隨時(shí)糾正該偏差,使其發(fā)出的電能參數(shù)保持與主機(jī)一致。主機(jī)在發(fā)出同頻同相指令的同時(shí),還會(huì)向從機(jī)發(fā)出功率調(diào)節(jié)指令,保證輸出功率在各臺(tái)逆變器之間的平衡,防止個(gè)別主機(jī)負(fù)載過大,而另外一些主機(jī)負(fù)載過小的現(xiàn)象。
5.2 控制逆變一體機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)
控制逆變一體機(jī)的優(yōu)點(diǎn)有:光伏充電和逆變器組合在一起,體積小,接線少,使用簡(jiǎn)單,維護(hù)方便、性價(jià)比高,整機(jī)效率高,特別適合戶用系統(tǒng)。控制逆變一體機(jī)內(nèi)部保護(hù)電路齊全,具有輸入過壓、輸入欠壓、輸出過載、輸出短路、輸人直流接反、過熱保護(hù)等保護(hù)措施,可以有效地保證使用過程中的使用安全。控制逆變一體機(jī)的缺點(diǎn)也同樣明顯,由于充電器容量和逆變器容量都固定,不能調(diào)整,所以不適合發(fā)電和用電負(fù)荷不匹配的系統(tǒng)。
6 離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的壽命
離網(wǎng)
光伏發(fā)電系統(tǒng)主要設(shè)各壽命如下:蓄電池的使用壽命通常為5年左右,逆變器壽命為10年左右,光伏組件的壽命為20～25年,一般情況下認(rèn)為離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)壽命為20年,因此在壽命周期內(nèi)需要進(jìn)行蓄電池、控制器和逆變器的更換。
7 局部電網(wǎng)的設(shè)計(jì)
局部電網(wǎng)設(shè)計(jì)需要考慮電源點(diǎn)建設(shè)、電網(wǎng)架構(gòu)的構(gòu)成、負(fù)載的匹配和管理等內(nèi)容。規(guī)劃局部電網(wǎng)中的電源點(diǎn)應(yīng)該首先考慮建設(shè)當(dāng)?shù)氐淖匀毁Y源情況,由于這類電網(wǎng)一般地處邊遠(yuǎn)地區(qū),電站類型的選擇應(yīng)以水電、
光電、風(fēng)電等
可再生能源為主要考量。電站容量的選擇應(yīng)以當(dāng)?shù)氐纳鐣?huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平為依據(jù),做出合理的負(fù)荷預(yù)測(cè),以滿足5～10年內(nèi)用電需求為準(zhǔn)。如有可能應(yīng)該盡量規(guī)劃多個(gè)不同種類電站聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行的工作模式,達(dá)到充分利用各種自然資源,發(fā)揮資源互補(bǔ)的優(yōu)勢(shì)。
局部電網(wǎng)的架構(gòu)建設(shè)一般以220v/380Ⅴ 的低壓配電系統(tǒng)為主,以便減少變電所帶來的電能損耗,如果出現(xiàn)電源點(diǎn)距離負(fù)荷中心過遠(yuǎn)等必須進(jìn)行輸變電的情況,按照距離的遠(yuǎn)近選擇合理的輸變電電壓等級(jí)。低壓電網(wǎng)的配電形式一般以樹狀結(jié)構(gòu)為主,便于電網(wǎng)的檢修和故障的排除。如果有兩個(gè)以上的電源點(diǎn)聯(lián)絡(luò)線可以環(huán)網(wǎng)或者雙回等方式連接,以提高供電和輸配電的可靠性。局部電網(wǎng)中應(yīng)該分級(jí)設(shè)置繼電保護(hù)裝置,根據(jù)輸配電線路的電纜型號(hào)和長(zhǎng)度分級(jí)計(jì)算各保護(hù)點(diǎn)短路電流等參數(shù),選用適合的繼電保護(hù)產(chǎn)品設(shè)置合理的保護(hù)參數(shù),保證電網(wǎng)的安全運(yùn)行。
局部電網(wǎng)由于范圍小、能量來源有限、網(wǎng)絡(luò)脆弱,對(duì)于接人電網(wǎng)的負(fù)載必須嚴(yán)格管理,嚴(yán)禁私拉亂接等現(xiàn)象的發(fā)生,限制大功率負(fù)載(如電爐、
電暖氣、中央空調(diào)等)和大沖擊負(fù)載(大容量電動(dòng)機(jī)、
電焊機(jī)等)的使用。對(duì)于電網(wǎng)負(fù)荷應(yīng)按用戶的不同分級(jí)管理,對(duì)于黨政機(jī)關(guān)、軍事單位、學(xué)校、銀行等關(guān)鍵部門應(yīng)列為隨時(shí)保障供電的一級(jí)負(fù)載范圍;對(duì)于居民、商店等列為非緊急情況下正常供電的二級(jí)負(fù)載;對(duì)于一般工廠、飯店、娛樂場(chǎng)所應(yīng)列為不保障持續(xù)供電的二級(jí)負(fù)載,實(shí)現(xiàn)有限電力能源的合理有序分配。
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