光伏发电系统介绍

光伏发电系统介绍 V1.0 2/42 秘密 光伏组件基本知识2 逆变器 分类、应用及发展3 光伏系统电气方案设计4 光 伏发电系统概述1 3/42 秘密 光伏发电系统概述 光伏发电系统一般由光伏组件、逆变器等组成。 根据应用场合，可分为离网发电系统、并网发电系统 、并网储能 系统和微网系统。 离网发电 系统 并网发电系统 并网储能系统 微网系统 4/42 秘密 光伏发电系统概述 不依赖电网独立运行 应用 场合 偏僻山区、无电区、海岛、通讯基站、路灯 等 工作过程 有光照时，通过太阳能控制逆变一体机给负 载供电，同时给蓄电池组充电； 无光照时，通过蓄电池控制逆变一体机给负 载供电 太阳能电池 控制器 蓄电池 逆变器 直流负载 交流负载 离网发电系统 5/42 秘密 光伏发电系统概述 离网发电系统 基站 无电区 海岛 6/42 秘密 光伏发电系统概述 太阳能电池板输出直流电，通过汇 流箱汇流后，进入直流配电柜，再 进入逆变器转换为交流电，交流电 通过升压变压器进入高压电网。 特点 规模从几 kW到几百 MW,可大可小 电站形式多样 运营模式多样，主要依赖国家政策 补贴 太阳能电池阵列环境测试仪 汇流箱 直流柜 逆变器 升压变 电网 数据采集器 本地监控 远程监控 并网发电系统 7/42 秘密 光 伏发电系统概述 地面 电站 荒漠 、戈壁 山地 电站 山地 、丘陵 户用 电站 住宅 水面 电站 鱼塘 、鸭棚 商业 电站 商场 厂房 大棚 光 伏 幕墙 建筑 墙面 形式多，范围广，容量从几个 kW到几百 MW 并网发电系统 8/42 秘密 光 伏发电系统概述 形式多，范围广，容量从几个 kW到几百 MW 电站类型 功率等级 特点 地域 问题 地面电站 几百 kW~几百MW 集中，朝向一致 西北地区，日照充足 输送困难 山地电站 几百 kW~几十MW 分散，朝向不一致 山地丘陵地带 建设成本高，遮挡 水面电站 几百 kW~几 MW 集中，朝向一致，湿度大 中原地带，多湖泊，鱼塘 湿度大，腐蚀问题 工商业电站 几十 kW~几 MW 分散，朝向不一致 工商业发达地区 承重，建筑物阴影等 幕墙电站 几十 kW~几百 kW 分散，朝向不一致 楼宇建筑 朝向，阴影等 户用电站 几 kW 朝向一致 城市别墅区，农村地区 标准少，市场混乱 并网发电系统 9/42 秘密 光伏发电系统概述 存储光伏系统的多余发电量，提供自发 用比例 。 应用场合 自用电价比上网电价贵很多 峰谷电价差很多 光伏电站限电严重地区 工作过程 Ppv＜ Pload 用电高峰时，用光伏与存储电能给负载 供电； 其它时间，光伏与电网一起给负载供电 ； Ppv＞ Pload 光伏给负载供电，剩余通 过控制器存储 光伏组件 光伏逆变器 电网 蓄电池 控制器 光伏组件 光伏逆变器 蓄电池 控制器 升压变 本地负荷 并网 储能系统 10/42 秘密 光伏发电系统概述 并网 储能系统 集装箱式储能系统 11/42 秘密 光伏发电系统概述 将分散能源就地转化成电能，就近供给本地负荷 具有完善的能量管理系统，可实现 并网运行；离网运行； 并网转孤岛；孤岛转并网； 黑 启动功能、平抑电网波动、削峰填谷 电网友好关系等 与纯离网系统相比的主要优势 1、应用范围更宽，工作模式多 2、系统配置灵活 3、带载能力强 微网系统 蓄电池 储能逆变器 光伏组件 光伏逆变器 光伏组件 光伏逆变器 电网 监控 本地负荷 柴油发电机 12/42 秘密 光伏发电系统概述 微网系统 微网系统设备间 13/42 秘密 光伏组件基本知识2 逆变器 分类、应用及发展3 光伏系统电气方案设计4 光 伏发电系统概述1 14/42 秘密 光伏组件基本知识 太阳能电池组件（ Solar Module）也叫太阳能光伏组件（ PV Module），简称电池板或光伏组件。 按电池技术路线划分，主要分为晶体硅电池、薄膜电池和聚光电池。 单晶硅 多晶硅 非晶硅薄膜组件 半透明非晶硅组件 单晶硅薄膜组件 柔性薄膜组件 15/42 秘密 光伏组件基本知识 标准光伏组件包括： 光 伏玻璃：钢化玻璃，抵御风沙冰雹冲击，防护作用； EVA胶膜：两层 EVA胶膜，将玻璃、电池片和背板粘合到一起； 背板材料：有钢化玻璃、有机玻璃、铝合金、 TPT复合胶膜等，根据场合使用； 接线盒与旁路二极管：输出接线 EVA胶膜 钢化玻璃 电池片 EVA胶膜 背板 接线盒 铝合金边框 耐候胶 16/42 秘密 光伏组件基本知识 相同 S不同 T下的 I-V曲线 相同 T不同 S下 的 I-V曲线相同 S不同 T下的 P-V曲线 相同 T不同 S下的 P-V曲线 光伏组件特性及关键技术参数 型号 开路 电压 短路 电 流 最大功率点 功率 最大功率点 工作 电压 最大功率点 工作 电 流 转换 效率 电 流温度系数 电压 温度系数 功率温度系数 Miasole CIGS 175W 25.7V 9.15A 175W 21V 8.33A 16.3% -0.03%/℃ -0.35%/℃ -0.40%/℃ 17/42 秘密 光伏组件基本知识 区 划 日辐射量（ kWh/m2*d） 占中国 面积（ %） 分布区域 丰 富 区 ≥4.8 17.4 西藏大部分、青海西 部、新疆南部、 甘肃和内蒙古的西部 较 丰 富 区 3.8～ 4.8 42.7 新疆中北部、内蒙古中 部、华北地 区、山东东部及北部、 黄土高原、 青藏高原东部、甘肃中 东部、四川 可 利 用 区 2.9～ 3.8 36.3 东北地区、内蒙古东北 部、西南地 区一部分、华东地区、 中南地区、 秦岭地区、台湾、海南 东部 贫 乏 区 2.9 3.6 四川盆地以及重庆、贵 州、湖北、 湖南等省市的部分地区 我国光资源分布图 18/42 秘密 光伏组件基本知识2 逆变器 分类、应用及发展3 光伏系统电气方案设计4 光 伏发电系统概述1 19/42 秘密 光伏逆变器分类、应用及发展 光伏逆变器按系统用途 并网逆变器、离网逆变器、储能 逆变器 并网逆变器按功率及用途 集中式逆变器、组串式逆变器 、微型 逆变器 并网逆变器功能： 1）逆变，把直流电转化为交流电； 2） 最大功率点追踪（ MPPT） ; 3） 孤岛效应检测与控制； 4） 电网检测及并网功能； 5） 零（低）电压穿越功能。 光伏逆变器分类 20/42 秘密 光伏逆变器分类、应用及发展 典型光伏并网逆变器拓扑 1、集中式并网逆变器 带隔离变压器的集中式并网逆变器 功率等级有 25kW/50kW/100kW/250kW 不带 隔离变压器的集中式并网 逆变器 功率等级有 250kW/500kW/630kW/1MW/1.25MW/2.5MW 21/42 秘密 光伏逆变器分类、应用及发展 典型光伏并网逆变器拓扑 2、组串式并网逆变器 双级组串式逆变器电路拓扑图（功率等级有 10kW/15kW/20kW/33kW/40kW/50kW/60k等） 22/42 秘密 光伏逆变器分类、应用及发展 逆变器在光伏系统中的应用 ---集中式并网逆变器 逆变器 DC/AC DC/AC DC/AC DC/AC … DC/DC … DC/AC DC/DC DC/DC DC/AC DC/AC … 单级集中式结构 单 级 /双级并联型结构 10MW以上光伏电站逆变器方案 23/42 秘密 光伏逆变器分类、应用及发展 逆变器在光伏系统中的应用 ---组串式并网逆变器 逆变器 DC/AC 单 级组串式 结构 双级组串式结构 100kW~1MW光伏 电站逆变器方案 逆变器 DC/AC DC/DC DC/DC … 24/42 秘密 光伏逆变器分类、应用及发展 逆变器在光伏系统中的应用 ---微型逆变器、光伏优化器 DC/DC DC/AC DC/DC 25/42 秘密 光伏逆变器分类、应用及发展 逆变器分类应用特点 逆变器类型 集中式逆变器 组串式逆变器 微型逆变器 逆变器容量 25Kw~2.5MW 600W~60kW 1kW以下 组件接入形式 方阵 组串 组件 MPPT功能 方阵的最大功率点 组串的最大功率点 组件的最大功率点 遮挡影响 影响最大 影响较小 影响最低 直流电缆 大量使用 少量使用 基本不使用 适用光伏系统 日照均匀的地面大型 光伏发电站或大型 BAPV 各类型地面光伏发电 站或者 BAPV/BIPV 1kW以下的光伏系统 安装适用 专业安装和维护，更 换困难 安装简便、更换方便 安装简便、更换方便 成本 低 适中 高 26/42 秘密 光伏逆变器分类、应用及发展 光伏逆变器发展： 单机功率等级越来越大，效率越来越高 27/42 秘密 光伏逆变器分类、应用及发展 光伏逆变器发展： 输入输出电压等级越来越高，体积越来越小 28/42 秘密 光伏逆变器分类、应用及发展 光伏逆变器发展： 多电平 /单级拓扑越来越受欢迎， 模块化并联 趋势越来越明显 29/42 秘密 光伏逆变器分类、应用及发展 光伏逆变器发展： 集成化程度越来越高，一体化机房应用越来越普遍 30/42 秘密 光伏组件基本知识2 逆变器 分类、应用及发展3 光伏系统电气方案设计4 光 伏发电系统概述1