光伏概论教案(第五章太阳能光伏系统第二讲)

课时计划授课教案 教师：第 1 页 共 8 页课 时 授 课 计 划授课日期授课节次授课班级课题：第五章 太阳光伏系统（第二讲）教学目的 掌握并网光伏系统的分类及特点教学重点 并网光伏系里逆潮流和无逆潮流光伏系统的特点教学难点 并网光伏系统中逆潮流光伏系统和无逆潮流光伏系统的特点教学准备 教材、教案、参考书教学方法 讲述法I、课堂组织： 3 分钟清点人数，维持纪律。II、导入新课： 5 分钟1、提问部分同学；2、讲评上次作业；3、总结复习上次课程知识点；4、引入本次课程主要内容。教学过程 III、讲授新课： 72 分钟课时计划授课教案 教师：第 2 页 共 8 页课 时 授 课 计 划教学过程第五章 太阳能光伏系统（第三讲）本讲主要内容：1、掌握并网光伏系统的概念2、了解并网光伏系统的基本情况3、掌握并网光伏系统的分类4、了解不同种类并网光伏系统的构成、特点5、掌握有逆、无逆潮流并网系统的区别6、掌握地域型并网光伏系统的构成、特点7、了解并网光伏系统入网申报流程5.4 并网光伏系统5.4.1 并网光伏系统概述并网光伏发电系统：与电力系统连接在一起的光伏发电系统。并网光伏系统特点：太阳电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接人公共电网，并网系统中光伏方阵所产生的电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。光伏并网系统分为：集中式和分散式。并网光伏发电系统是与电力系统连接在一起的光伏发电系统，这种光伏系统最大的特点就是太阳电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接人公共电网，并网系统中光伏方阵所产生的电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。在阴雨天或夜晚，太阳电池组件没有产生电能或者产生的电能不能满足负载需求时就由电网供电。因为直接将电能输人电网，免除配置蓄电池，省掉了蓄电池储能和释放的过程，可以充分利用光伏方阵所发的电力从而减小了能量的损耗，并降低了系统的成本。但是系统中需要专用的并网逆变器，以保证输出的电力满足电网电力对电压、频率等电性能指标的要求。因为逆变器效率的问题，会有部分的能量损失。这种系统通常能够并行使用市电和太阳电池组件阵列作为本地交流负载的电源，降低了整个系统的负载缺电率。而且并网光伏系统可以对公用电网起到调峰作用。但并网光伏供电系统作为一种分散式发电系统如果处理不当，对传统的集中供电系统的电网会产生一些不良的影响，如谐波课时计划授课教案 教师：第 3 页 共 8 页污染、孤岛效应等。光伏并网系统分集中式和分散式两种，集中式并网电站一般容量较大，通常在几百千瓦到兆瓦级，而分散式并网系统一般容量较小，在几千瓦到几十千瓦，目前并网光伏系统大多为分散式的并网系统。并网光伏系统由光伏阵列、逆变器和控制器组成，光伏电池所发的直流电能经逆变器变换成与电网相同频率的交流电能，以电压源或电流源方式送人电力系统，其中控制器是非常重要的部件，它控制着并网电流的频率、相位、波形、光伏电池的最大功率点等。并网系统不需要蓄电池，减少了蓄电池的投资与损耗，也间接减少了处理废旧蓄电池产生的污染，降低了系统运行成本，提高了系统运行和供电的稳定性。并网是光伏发电发展的最合理和最经济方向。目前的主流应用方式是通过并网控制逆变器与当地电网连接，可以通过电网将光伏系统所发电能进行再分配，可供调峰电力。2000 年，并网光伏系统发电取代了独立光伏系统成为全球光伏应用的最大市场，所占比例不断提高，目前大概比例为 85%。5.4.2 并网光伏系统分类并网光伏发电系统根据不同的构成、使用目的等可进行各种分类，如根据光伏发电系统所产生的电能是否反送到电力系统可分为有逆流（电能反送电力系统）型并网系统、无逆流（电能不反送电力系统）型并网系统，切换型并网系统，直、交流到并网系统，混合用系统以及地域型系统等。1、有逆流型并网系统有逆流型并网系统如图所示。太阳电池的电力供给负载后若有剩余电能，并如其流向电力系统则称该系统为有逆流型并网发电系统。对于有逆流型并网发电系统来说，由于剩余电能可以供给其他负载使用，因此可以充分发挥太阳电池的发电能力，并使电能得到充分利用。当太阳电池的电力不能满足负载的需要时，可从电力系统得到电能。有逆流型并网系统可广泛用于家庭、工业电源等场合，目前一般采用这种并网系统。在并网型光伏发电系统中一般省去蓄电池，这不仅可节省投资，使系统的成本大大降低，有利于光伏发电系统的普及，同时可以省去蓄电池的维护、检修等费用，所以该系统是十分经济。目前，这种不带蓄电池、有逆流型并网发电系统在住宅用、屋顶用等光伏发电系统中正得到越来越广泛的应用。有逆流型并网系统2、无逆流型并网系统无逆流型并网系统如图所示。太阳电池的电力供给负载后即使有剩余电能，但剩余电课时计划授课教案 教师：第 4 页 共 8 页能并不流向电力系统，该系统称之为无逆流型并网系统。在此系统中，如果太阳电池的电力不能满足负载的需要时，可从电力系统得到电能。无逆流型并网系统3、切换型并网系统切换型并网系统可分为一般情况下使用的系统以及自立运行切换型并网系统，后者主要在防灾等情况下使用。(1）切换型并网光伏发电系统该系统主要由太阳电池、蓄电池、逆变器、切换器以及负载等构成。正常情况下，光伏发电系统与电力系统分离，直接向负载供电，当日照不足、夜间、阴雨天或蓄电池的电能不足时，切换器自动切向电力系统一侧，由电力系统向负载供电。这种系统的特点是在设计蓄电池的容量时可选择较小容量的蓄电池，节省投资。切换型并网光伏发电系统(2)自运行切换型并网系统（防灾型）自运行切换型并网光伏发电系统一般用于灾害、救灾等情况下。通常，该系统通过系统并网装置与电力系统连接，光伏发电系统所产生的电能供给负载，当灾害发生时，系统并网保护装置（功率调节器内）动作，使光伏发电系统与电力系统分离，带有蓄电池的自运行切换型并网光伏发电系统可作为经济通讯、避难所、医疗设备、加油站、道路指示以及照明等的电源，向灾害情况下的紧急负载供电。自运行切换型并网系统4、直、交流型并网系统与独立直、交流光伏系统的不同是与电力系统并用，提高了供电的可靠性。课时计划授课教案 教师：第 5 页 共 8 页直、交流型并网系统5、混合型并网系统光伏发电系统与其他发电系统，如风力发电、燃料电池发电等组合而成的混合型发电系统（hybrid system)，与电力系统并网则称为混合型并网发电系统。该系统适用于太阳电池电力输出不稳定，需要使用其他的能源作为补充时的情况。混合型并网发电系统主要有风光互补型并网发电系统、光伏燃料电池并网系统。风光互补型并网发电系统光伏燃料电池并网系统风光互补并网发电系统的优点有：提高再生能源利用率，通过配合使用达到最佳经济目标；构成一定的互补关系，克服光伏发电系统和风力发电电能供应不稳定的问题；大幅度减小蓄电池组的容量。不足是：1）控制比较复杂：因为使用了多种能源，所以系统需要监控每种能源的工作情况，处理各个子能源系统之间的相互影响、协调整个系统的运作，这样就导致其控制系统比独立系统复杂，现在多使用微处理芯片进行系统管理。2）初期工程较大：混合系统的设计，安装，施工工程都比独立工程要大。6、地域型并网系统该系统主要由太阳电池、功率调节器以及负载等构成。其特点是各个光伏发电系统分别与电力系统的配电线直接连接，各系统的剩余电能直接送往电力系统，而当各负载的所课时计划授课教案 教师：第 6 页 共 8 页需电能不足时，直接从电力系统得到电能。地域型并网系统5.4.3 并网发电系统入网申报流程从前面可以知道，无论是哪种并网光伏发电系统，都有电能输送问题，因此要将太阳发电系统相连接时，需要与电力公司提出相关申请。步骤申请如图所示。并网发电系统入网申报流程IV、归纳总结： 5 分钟1、并网光伏发电系统：与电力系统连接在一起的光伏发电系统。2、并网光伏系统特点：太阳电池组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电之后直接接人公共电网，并网系统中光伏方阵所产生的电力除了供给交流负载外，多余的电力反馈给电网。课时计划授课教案 教师：第 7 页 共 8 页3、光伏并网系统分为：集中式和分散式。4、根据光伏发电系统所产生的电能是否反送到电力系统可分为：有逆流（电能反送电力系统）型并网系统、无逆流（电能不反送电力系统）型并网系统，切换型并网系统，直、交流到并网系统，混合用系统以及地域型系统等。5、有逆流型并网系统：太阳电池的电力供给负载后若有剩余电能，并如其流向电力系统。对于有逆流型并网发电系统来说，由于剩余电能可以供给其他负载使用，因此可以充分发挥太阳电池的发电能力，并使电能得到充分利用。当太阳电池的电力不能满足负载的需要时，可从电力系统得到电能。有逆流型并网系统可广泛用于家庭、工业电源等场合，目前一般采用这种并网系统。6、无逆流型并网系统：太阳电池的电力供给负载后即使有剩余电能，但剩余电能并不流向电力系统，该系统称之为无逆流型并网系统。在此系统中，如果太阳电池的电力不能满足负载的需要时，可从电力系统得到电能。7、混合型并网发电系统主要有：风光互补型并网发电系统、光伏燃料电池并网系统。8、风光互补并网发电系统的优点有：提高再生能源利用率，通过配合使用达到最佳经济目标；构成一定的互补关系，克服光伏发电系统和风力发电电能供应不稳定的问题；大幅度减小蓄电池组的容量。不足是：1）控制比较复杂；2）初期工程较大。9 并网发电系统入网申报：要将太阳发电系统相连接时，需要与电力公司提出相关申请。V、布置作业： 5 分钟1、什么是并网光伏发电系统？2、并网光伏系统特点有什么？3、根据光伏发电系统所产生的电能是否反送到电力系统可划分为什么？4、简单说明有逆流型并网系统的特点？5、简单说明无逆流型并网系统的特点？6、混合型并网发电系统主要有什么？试说明风光互补并网发电系统的优缺点？教研组长签名： 教务科（盖章）课时计划授课教案 教师：第 8 页 共 8 页年 月 日