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微电网系统与离网光伏发电系统对比

2014-11-27 14:43
吃瓜天狼
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   一、微电网

  微电网系统是一种新型网络结构,是由分布式电源、负载、储能系统和控制装置构成的系统单元,是一个能够实现自我控制、保护和管理的自治系统,既可以与外部电网并网运行,也可以孤立运行。

  微电网系统是相对传统大电网系统的一个概念,是指多个分布式电源及其相关负载按照一定的拓扑结构组成的网络,并通过开关连接至常规大电网。

  微电网系统中的核心装备即分布式电源以及储能系统,包括光伏并网逆变器、风力并网逆变器、柴油机、PCS以及BMS等。

  近年来,随着微电网系统的快速发展,并网逆变器又被赋予了一种新的定义:分布式光伏电源。它可以作为微电网系统的主电源,成为整个微网系统最核心的技术之一,又由于其电源性质的特殊性(电流源),它又可作为微网系统的补充电源。

  PCS,即能源转换系统,是近来年兴起的一种的应用十分灵活、功能十分强大的新型分布式电源,也是一种储能系统。作为一种四象限运行的换流器,它既可以实现并网逆变功能,也可以实现并网整流充电功能,还可以实现离网独立逆变功能。

  微电网系统中,各分布式电源的容量配置是有一定原则的,否则的话会造成电源过剩或者电源欠缺。

  并网逆变器容量应小于等于总负载容量,以接近负载容量为最佳,不可过小,也不可过高,如果过高,多余的电能无法吸收,易造成系统崩溃。近年来研究结果表明,当并网逆变器容量大于负载总容量时,如果此时有PCS作为支撑源,并网逆变器的多余电能会馈入PCS,使PCS处于“离网充电”状态,这种状态是不太稳定的,目前还没有真正有效的控制手段,因此建议并网逆变器的容量小于等于总负载容量。

  PCS容量应设置负载总容量的1.5倍,但是蓄电池的容量需要按照系统能够承受3到5个阴雨天的容量来配置。虽然并网逆变器也可为负载提供电能,但是微网系统大部分时间是运行在夜晚的,此时并网逆变器无法工作,因此微网系统的大部分电能是由PCS提供的,所以PCS的容量配置需要考虑到连续阴雨天以及夜晚的工况。

微电网系统典型主电路拓扑图

  微电网系统典型主电路拓扑图

  如图1所示为微电网系统的架构图,由并网逆变器与PCS共同并接至系统母线上,同时母线上挂上负载。

  (1)当大电网没有脱开时,如果是在白天,系统运行于并网逆变器为主分布式电源的状态,PCS处于给蓄电池充电的状态,以作为备用电源。如果是在晚上,依然由大电网给负载供电,PCS依然作为备用电源给蓄电池充电。

  (2)当大电网脱开时,如果是在白天,系统运行于PCS作为支撑源、并网逆变器作为辅助电源的状态;如果是在晚上,则只有PCS作为主电源给系统供电,此时就要求PCS以及蓄电池的容量能够满足负载的长期供电。

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