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摘要:随着能源与环境问题的日益严峻,传统性的化石能源越来越紧张,同时带来的环境污染问题越来严峻,直接促进新能源发电技术不断发展,其中光伏发电成为典型的代表,如何实现有效便捷安全的并网成为当今研究热点。为了确保并网发电的安全性和可靠性,对于并网逆变器选择、各次谐波含量均要满足并网要求,比如针对LCL滤波谐振控制方法主要分为无源阻尼法和有源阻尼法两大类。而基于LCL滤波器的光伏并网发电系统,可以自动适应光照强度的变化,以满足逆变器输入变化的功率。文章从逆变器的选择、光伏电池数学模型、光伏发电系统模型作出相关介绍,对实践工作具有一定指导意义。
关键词:光伏发电;新能源;模型
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:(2021)-01-127
引言:随着新型能源的发展,越来越多的新型能源被开发出来,其中,太阳能作为目前具有研究开发价值的新能源资源之一,利用光能产生电能的技术相对成熟,比较其它新型能源来说,已经成为能源开发中首要趋势。太阳能光伏发电作为新能源资源,具有以下优势:
(1)普遍性:阳光普照大地,太阳能随处可见,能就地采用,不需要四处寻找。对山区、海岛等交通不便的偏远地区的能源供应,具有很大的优越性。
(2)无污染性:太阳能的开发不会产生对大气或者周边环境有害的相关物体、气体、噪声等。因此,太阳能源是一种干净卫生、环保的可持续发展的绿色能源。
(3)巨大性:太阳每秒释放到地球的热量约等价于500万吨煤燃烧释放的能量,地球表面每平方米每年接受到的太阳能量可以产生1700kW·h电能。根据官方数据显示,在太阳能充足的地方只要能利用到4%,就能满足全球的全部能源需求。
(4)长久性:太阳是永远存在的,一直都会产生能量。因此,利用太阳能作能源,是取之不尽,用之不竭的。
1逆变器的安装选择
在逆变器现阶段的研究水平条件之下,主要有:电压源电流控制、电压源电压控制、电流源电流控制、电流源电压控制等控制方法。以电压源作为输入需要再直流侧并联电容来稳定电压,以电流源作为输入需要再直流侧串联大电感来稳定输入电流。但电流源输入的串联电感会降低系统的动态響应。因此,大部分逆变器都以电压作为输入量。能够有效进行光伏发电,增强电能质量、降低线路损耗。清洁能源汽车也被称为新能源汽车,是指以清洁燃料为动力的环保型汽车,主要特点是污染少、能耗低,对生态环境没有太大危害。在石油资源枯竭、环境污染加剧的背景下,大力发展清洁能源汽车产业已经成为社会共识,从汽车工业的发展趋势来看,传统燃油车必然会逐步被清洁能源汽车取代,因此清洁能源汽车产业的发展前景不可限量。尽管这些年清洁能源汽车产业发展速度很快,但是其在迅速发展的过程中也受到了一定制约,发展瓶颈影响了清洁能源汽车产业的良好发展。针对这一情况,有必要对清洁能源汽车发展瓶颈制约以及破除策略这一课题进行全面深入的研究,分析把握清洁能源汽车发展所处的阶段,明确主要发展瓶颈,结合这一产业发展的需要,提出相应的破解策略,全面推动清洁能源汽车产业的健康发展。
并网逆变器对于控制方式、系统结构、主电路结构都需要进行相应的选择。光伏并网发电系统属于一种分布式发电系统,具有两种系统结构:单级式并网系统、两级式并网系统。
单级式并网系统主要由光伏阵列、DC/AC、控制器、本地负载、并网开关构成。优点:系统中接入电网减少了储能环节,使成本减低了不少;系统的结构简单、所需要使用的元件少;效率不断提高。缺点:逆变器在实现并网的过程中,对控制性能的技术要求非常高;由于需要实现最大功率跟踪的功能,因此直流母线电压无法控制,必须设计直流母线电压保护。
2光伏电池模型建立
光伏发电系统中光伏电池是最重要的一部分,其中普遍适用的主要都是硅电池,有多晶、单晶及其非晶三种类型,目前来看,单晶硅光伏电池的转换效率相对较高。
光伏发电系统的输出特性受温度和光照强度的变化影响,其输出功率不断变化。为了提高光伏发电系统的资源利用率并降低系统造价,可在光伏电池与负载之间加入最大功率点跟踪装置。常用的最大功率跟踪方法有:恒电压跟踪、扰动观察法、电导增量法等。但这些方法存在跟踪慢、浪费大、效率低等问题。采用模糊控制的方法能够克服这些问题,但在最大功率点附近存在震荡。近几年,各路资本纷纷涌入清洁能源汽车产业,这一产业发展势头强劲,规模快速扩大,发展前景良好。在国家政策的大力支持及各路资本的推动下,我国清洁能源汽车产业已取得一定成绩,但是依然存在制约这一产业快速发展的瓶颈,如何采取有效措施破解清潔能源汽车发展瓶颈,成为清洁能源汽车产业的一个棘手问题。本文首先对清洁能源汽车的发展现状及发展前景进行探讨,随后系统对比清洁能源汽车与传统燃油车优缺点,接着分析目前清洁能源汽车产业发展面临的瓶颈,最后在广泛借鉴这一课题研究成果的基础上,阐述推动清洁能源汽车产业发展的具体策略。
3 光伏发电系统优化
二极管主要是为了防止电网向光伏电池反灌电能,损坏电池;Cdc为直流侧滤波电容;Lf为等效输出滤波电感;是逆变器输出电压;Ug∠δ为节点g的电压;为流过电感Lf的电流;xT为变压器电抗;xL为输电线路电抗;b为无穷大母线,电压为1∠0°。
由于太阳能资源和负载分布性质的限制,因此,我国光伏发电产业以“大规模集中开发、中高压接入”和“分散开发、低压就地接入”并行发展为主。随着能源的紧缺,光伏发电集中大规模开发将成为太阳能发电主要趋势。为了适应光伏发电的大规模形式的发展,本文借以分散的光伏发电输送至远端集中逆变上網的大规模光伏发电系统为对象,借助直流输电的特性来研究光伏发电系统扩大容量的相关技术。清洁能源汽车与传统燃油车相比,优缺点并存,主要有以下几点。一是清洁能源汽车更加环保。与传统燃油车不同,清洁能源汽车基本不会排放尾气,不会产生大气污染。这一优势是燃油车不具备的,同时这一优势也是国家大力推动清洁能源汽车产业发展的重要原因。毕竟在生态环境不断恶化的情况下,环境保护是当今社会最重要的任务之一,大力发展清洁能源汽车产业,本身就是环境治理的重要手段。二是清洁能源汽车的能耗比较低。传统燃油车能源效率只有30%左右,而目前比较先进的锂电池能源率在80%左右,两者在能耗方面的差别还是十分明显的。三是清洁能源汽车噪音小,起步加速快,驾驶体验比较好,日常使用成本较低,维护也比较简单。清洁能源汽车除了上述优点之外,也有一些明显的缺点,包括价格较高、续航里程比较短、充电设施不够完善、充电时间比较长等。因为篇幅有限,本文就不再一一赘述清洁能源汽车的缺点。
4 结束语
随着经济的发展促进人类对电能源的需求越来越大,而传统的火力发电和水力发电资源一方面给环境带来很大的恶化,另一方面越来稀缺,几乎消耗完毕。比如还造成导致煤价上涨,致使传统的火力发电成本提高;而水力发电随季节性的影响很大,某种角度还进一步给生态环境带严重的破坏等。所以各国把注意力集中在新型可再生能源方面,本文综合对新型太阳能光伏发电作出相关的介绍,可一定程序上给实践作出理论支撑。
参考文献
[1]赵争鸣,雷一,贺凡波,等.大容量并网光伏电站技术综述[J].电力系统自动化,2011,6(12):101-107.
[2]侯玉强,李威.大规模光伏接纳对电网安全稳定的影响及其相关制约因素分析[J].电网与清洁能源,2013,29(4):73-77.
[3]刘吉臻.大规模新能源电力安全高效利用基础问题[J].中国电机工程学报,2013,6(16):1-8.
[4]馬琳,金新民,唐芬,等.小功率单相并网逆变器并网电流的比例谐振控制[J].北京交通大学学报,2010,34(2):128-132.
[5]张琪祁.大型光伏电站接入电网的技术和特性研究[D].浙江大学,2011,1:5-6.
中北大学朔州校区 山西 朔州 036000
关键词:光伏发电;新能源;模型
中图分类号:TU 文献标识码:A 文章编号:(2021)-01-127
引言:随着新型能源的发展,越来越多的新型能源被开发出来,其中,太阳能作为目前具有研究开发价值的新能源资源之一,利用光能产生电能的技术相对成熟,比较其它新型能源来说,已经成为能源开发中首要趋势。太阳能光伏发电作为新能源资源,具有以下优势:
(1)普遍性:阳光普照大地,太阳能随处可见,能就地采用,不需要四处寻找。对山区、海岛等交通不便的偏远地区的能源供应,具有很大的优越性。
(2)无污染性:太阳能的开发不会产生对大气或者周边环境有害的相关物体、气体、噪声等。因此,太阳能源是一种干净卫生、环保的可持续发展的绿色能源。
(3)巨大性:太阳每秒释放到地球的热量约等价于500万吨煤燃烧释放的能量,地球表面每平方米每年接受到的太阳能量可以产生1700kW·h电能。根据官方数据显示,在太阳能充足的地方只要能利用到4%,就能满足全球的全部能源需求。
(4)长久性:太阳是永远存在的,一直都会产生能量。因此,利用太阳能作能源,是取之不尽,用之不竭的。
1逆变器的安装选择
在逆变器现阶段的研究水平条件之下,主要有:电压源电流控制、电压源电压控制、电流源电流控制、电流源电压控制等控制方法。以电压源作为输入需要再直流侧并联电容来稳定电压,以电流源作为输入需要再直流侧串联大电感来稳定输入电流。但电流源输入的串联电感会降低系统的动态響应。因此,大部分逆变器都以电压作为输入量。能够有效进行光伏发电,增强电能质量、降低线路损耗。清洁能源汽车也被称为新能源汽车,是指以清洁燃料为动力的环保型汽车,主要特点是污染少、能耗低,对生态环境没有太大危害。在石油资源枯竭、环境污染加剧的背景下,大力发展清洁能源汽车产业已经成为社会共识,从汽车工业的发展趋势来看,传统燃油车必然会逐步被清洁能源汽车取代,因此清洁能源汽车产业的发展前景不可限量。尽管这些年清洁能源汽车产业发展速度很快,但是其在迅速发展的过程中也受到了一定制约,发展瓶颈影响了清洁能源汽车产业的良好发展。针对这一情况,有必要对清洁能源汽车发展瓶颈制约以及破除策略这一课题进行全面深入的研究,分析把握清洁能源汽车发展所处的阶段,明确主要发展瓶颈,结合这一产业发展的需要,提出相应的破解策略,全面推动清洁能源汽车产业的健康发展。
并网逆变器对于控制方式、系统结构、主电路结构都需要进行相应的选择。光伏并网发电系统属于一种分布式发电系统,具有两种系统结构:单级式并网系统、两级式并网系统。
单级式并网系统主要由光伏阵列、DC/AC、控制器、本地负载、并网开关构成。优点:系统中接入电网减少了储能环节,使成本减低了不少;系统的结构简单、所需要使用的元件少;效率不断提高。缺点:逆变器在实现并网的过程中,对控制性能的技术要求非常高;由于需要实现最大功率跟踪的功能,因此直流母线电压无法控制,必须设计直流母线电压保护。
2光伏电池模型建立
光伏发电系统中光伏电池是最重要的一部分,其中普遍适用的主要都是硅电池,有多晶、单晶及其非晶三种类型,目前来看,单晶硅光伏电池的转换效率相对较高。
光伏发电系统的输出特性受温度和光照强度的变化影响,其输出功率不断变化。为了提高光伏发电系统的资源利用率并降低系统造价,可在光伏电池与负载之间加入最大功率点跟踪装置。常用的最大功率跟踪方法有:恒电压跟踪、扰动观察法、电导增量法等。但这些方法存在跟踪慢、浪费大、效率低等问题。采用模糊控制的方法能够克服这些问题,但在最大功率点附近存在震荡。近几年,各路资本纷纷涌入清洁能源汽车产业,这一产业发展势头强劲,规模快速扩大,发展前景良好。在国家政策的大力支持及各路资本的推动下,我国清洁能源汽车产业已取得一定成绩,但是依然存在制约这一产业快速发展的瓶颈,如何采取有效措施破解清潔能源汽车发展瓶颈,成为清洁能源汽车产业的一个棘手问题。本文首先对清洁能源汽车的发展现状及发展前景进行探讨,随后系统对比清洁能源汽车与传统燃油车优缺点,接着分析目前清洁能源汽车产业发展面临的瓶颈,最后在广泛借鉴这一课题研究成果的基础上,阐述推动清洁能源汽车产业发展的具体策略。
3 光伏发电系统优化
二极管主要是为了防止电网向光伏电池反灌电能,损坏电池;Cdc为直流侧滤波电容;Lf为等效输出滤波电感;是逆变器输出电压;Ug∠δ为节点g的电压;为流过电感Lf的电流;xT为变压器电抗;xL为输电线路电抗;b为无穷大母线,电压为1∠0°。
由于太阳能资源和负载分布性质的限制,因此,我国光伏发电产业以“大规模集中开发、中高压接入”和“分散开发、低压就地接入”并行发展为主。随着能源的紧缺,光伏发电集中大规模开发将成为太阳能发电主要趋势。为了适应光伏发电的大规模形式的发展,本文借以分散的光伏发电输送至远端集中逆变上網的大规模光伏发电系统为对象,借助直流输电的特性来研究光伏发电系统扩大容量的相关技术。清洁能源汽车与传统燃油车相比,优缺点并存,主要有以下几点。一是清洁能源汽车更加环保。与传统燃油车不同,清洁能源汽车基本不会排放尾气,不会产生大气污染。这一优势是燃油车不具备的,同时这一优势也是国家大力推动清洁能源汽车产业发展的重要原因。毕竟在生态环境不断恶化的情况下,环境保护是当今社会最重要的任务之一,大力发展清洁能源汽车产业,本身就是环境治理的重要手段。二是清洁能源汽车的能耗比较低。传统燃油车能源效率只有30%左右,而目前比较先进的锂电池能源率在80%左右,两者在能耗方面的差别还是十分明显的。三是清洁能源汽车噪音小,起步加速快,驾驶体验比较好,日常使用成本较低,维护也比较简单。清洁能源汽车除了上述优点之外,也有一些明显的缺点,包括价格较高、续航里程比较短、充电设施不够完善、充电时间比较长等。因为篇幅有限,本文就不再一一赘述清洁能源汽车的缺点。
4 结束语
随着经济的发展促进人类对电能源的需求越来越大,而传统的火力发电和水力发电资源一方面给环境带来很大的恶化,另一方面越来稀缺,几乎消耗完毕。比如还造成导致煤价上涨,致使传统的火力发电成本提高;而水力发电随季节性的影响很大,某种角度还进一步给生态环境带严重的破坏等。所以各国把注意力集中在新型可再生能源方面,本文综合对新型太阳能光伏发电作出相关的介绍,可一定程序上给实践作出理论支撑。
参考文献
[1]赵争鸣,雷一,贺凡波,等.大容量并网光伏电站技术综述[J].电力系统自动化,2011,6(12):101-107.
[2]侯玉强,李威.大规模光伏接纳对电网安全稳定的影响及其相关制约因素分析[J].电网与清洁能源,2013,29(4):73-77.
[3]刘吉臻.大规模新能源电力安全高效利用基础问题[J].中国电机工程学报,2013,6(16):1-8.
[4]馬琳,金新民,唐芬,等.小功率单相并网逆变器并网电流的比例谐振控制[J].北京交通大学学报,2010,34(2):128-132.
[5]张琪祁.大型光伏电站接入电网的技术和特性研究[D].浙江大学,2011,1:5-6.
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