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小型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)設(shè)計與應(yīng)用

來源:中國幕墻網(wǎng)收集整理  作者:毛伙南  陳峰  崔傳芹  隆志軍  陳海  郭金基  日期:2014-1-15
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  摘 要:本文闡述小型光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的硬件設(shè)計,介紹了光伏組件模塊、并網(wǎng)逆變實驗?zāi)K、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng),描述系統(tǒng)工作流程,并網(wǎng)啟動與并網(wǎng)過程,利用DSP、IGBT模塊設(shè)計了1KW光伏發(fā)電并網(wǎng)實驗系統(tǒng),解決了小型并網(wǎng)發(fā)電實驗的難題。
  關(guān)鍵詞:小型光伏發(fā)電、并網(wǎng)、逆變實驗?zāi)K。

  在世界市場的拉動下,我國光伏產(chǎn)業(yè)近年來發(fā)展迅速。我國太陽能電池組件年產(chǎn)量由世界份額的1%發(fā)展到8%,僅次于日本、歐洲,已成為世界光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展最快的國家之一。光伏發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)相結(jié)合是目前世界上大規(guī)模利用光伏技術(shù)發(fā)電的研發(fā)熱點。前文[1] [3]討論采用陽光自動跟蹤控制光伏陣列設(shè)計及應(yīng)用。本文綜合利用DSP、IGBT模塊,設(shè)計了1KW光伏發(fā)電并網(wǎng)實驗系統(tǒng),解決了小型工業(yè)園等并網(wǎng)發(fā)電實驗的難題。

  1系統(tǒng)總體方案

  系統(tǒng)主要由室外光伏組件模塊、并網(wǎng)逆變實驗?zāi)K、組件防雷接線系統(tǒng)、環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集監(jiān)控模塊等組成[2]。本實驗所使用的光伏陣列由個模塊串聯(lián)構(gòu)成。光伏陣列的最大輸出功率為1KW,最大功率點工作電壓約為49V。

  圖1. 1KW光伏并網(wǎng)發(fā)電實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

  2 系統(tǒng)硬件設(shè)計

  2.1光伏組件模塊

  室外安裝單晶硅組件10快,每塊峰值功率:100W;最大功率電壓:18V;最佳功率電流:5.56A;開路電壓:42.48V;短路電流:6.1A;安裝尺寸:1060*805*35(mm)。

  

圖2.光伏組件結(jié)構(gòu)圖

  2.2并網(wǎng)逆變實驗?zāi)K

  系統(tǒng)選用BSNG系列工頻機逆變器實現(xiàn)控制[4],實驗面板采用陽極氧化彩色鋁板,并網(wǎng)發(fā)電彩色原理圖,測試端子;數(shù)顯交直流電壓電流表,實時顯示光伏發(fā)電的工作情況;光伏并網(wǎng)發(fā)電計量裝置,顯示并網(wǎng)輸入的電量;含有多種通訊接口,上位機監(jiān)控功能,實現(xiàn)遠(yuǎn)程實驗數(shù)據(jù)采集和監(jiān)視。該種逆變實驗?zāi)K具備以下優(yōu)點:

  1)主電路采用美國TI公司生產(chǎn)的DSP芯片、日本三菱IGBT模塊、驅(qū)動保護(hù)為日本三菱機芯,并網(wǎng)輸出部分采用隔離變壓器,安全可靠[5];

  2)采用SPWM脈寬調(diào)制技術(shù),純凈正弦波輸出,自動與電網(wǎng)同步跟蹤,功率因數(shù)接近1,電流諧波含量低,對公共電網(wǎng)無污染,無沖擊;

  3)太陽電池組件最大功率跟蹤技術(shù)(MPPT);

  4)逆變并網(wǎng)電流閉環(huán)控制,可控可調(diào);

  5)輸入直流電壓范圍寬,適應(yīng)不同場合需求;

  6)頻率擾動檢出技術(shù),實現(xiàn)反孤島控制;

  7)具有全方位的電源保護(hù)方案和完善的自我檢測和保護(hù)功能。在出現(xiàn)系統(tǒng)故障時將停止并網(wǎng)逆變;

  

圖3.并網(wǎng)逆變實驗?zāi)K

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