光伏发电系统的分类分析综述
光伏发电系统可以根据不同的性质可以分为不同的类别,而每个类别都有不同的特点,我们需要充分的理解,才能在需要时选择合适的系统进行现场的设计调整,用于实践生活中。
(1)按照是否与大电网相连,可以将发电系统分为独立式和并网式。
①独立式光伏发电系统
此类系统又称为独立的分布式光伏发电系统,由字面意思可以理解:独立的发电系统与电网之间不存在联系,而是由DG系统独自向用户负载供电。如图1.1所示,通过观察该系统的结构,我们不难发现此系统结构相对比较简单,光伏阵列易于组装,并且安装时可以将其置于屋顶或墙体侧等特点,这样在满足人们对用电需求的同时又节省了空间结构。此类系统其实还可以不受地域的限制安装在相对荒僻的荒漠上,还可以解决因为远距离输变电,所在的大山深处供电困难的地方,此类系统可以说是有很大的应用前景。当遇见天气情况比较恶劣时,我们可以使用发电系统的内部存在的蓄电池进行放电,它可以接替继续向用户持续供电,这样可以满足人们对用电的需求以及可以达到一种不间断供电状态。
光伏阵列控制器
蓄电池
DC/AC逆变器交流负载
直流负载
图1.1独立式光伏发电系统
②并网式光伏发电系统
该发电系统是在独立式光伏发电系统的结构上将逆变器前移,然后在与市电网连接,而电网侧所需要的电能由逆变器直接输送不需要经过中间其他电气设备。根据系统的结构不同可以将其分为调度式和非调度式两大类别。调度式系统相比于非调度式而言其中间多了一组控制器和直流蓄电池进行电能相互转换,相互调节的控制型器件。
光伏阵列控制器
蓄电池
DC/AC逆变器电网
负载
2
图1.2调度式光伏发电系统
调度式光伏发电系统结构如图1.2所示,原理是将DG系统所产生的过剩能量储存在蓄电池内部,以备当天气阴暗,多雨的季节以及光伏产生的电量不足以供给给负载时,通过蓄电池放电来持续支持负载运行。但是该种方式投入的成本相当大,并且会随着时间的推迟,所产生的能量不断损失。
光伏阵列DC/AC逆变器电网
负载
图1.3非调度式光伏发电系统
非调度式光伏发电系统如图1.3所示,该系统中间不存在储能环节,当然也就不存在能量的充放过程,这样会使得所产生的能量得到充分利用,不会产生太多的损耗,同时也降低了前期的投资成本。因此,非调度式系统成为了人们未来使用的主要方向,并且得到了人们的赏识。
(2)隔离性与非隔离性系统再本质上最大的区别就是我们可以直接通过观察系统结构,看其中是否存在隔离变压器,如果存在那么该系统就属于隔离性,相反则系统属于非隔离性。然而电气隔离在DG系统中扮演着极其重要的角色,而电气隔离是可以有效的避免发生触电危及人的生命安全问题,并且还可以避免大量的谐波信号进入电网。而非隔离型又可以再次细分为电压源型和电流源性两种不同的系统结构。同样的道理,我们通过最简单最直接的方法去区别电压源和电流源型的系统,首先电流型系统它是以电感作为直流侧的储能元件,并且电感在该系统中会以一种高阻的特性出现;其次电压型系统它是以电容作为储能元件,使得在该系统中以一个低阻态的性能出现。连接方式如图1.4所示。
L1
L1L2
000000
UdcDC/ACC电网
逆变器
(a)电流型光伏系统
3
逆变器
(b)电压型光伏系统
图1.4电流型和电压型光伏系统结构
(3)根据其光伏发电系统结构可以划分为:单极式、双极式、多极式。
单极式光伏发电系统因其自身结构特性使得电能传输路径相对较简单,当然组成单级式系统的电子器件较少、使的系统结构简单,能量直接进行转换不经过中间其他环节,大大节约了投资成本,与双级式和多极式系统连接结构而言,该系统只进行一次电能转换,转换效率较高。其结构如图1.5(a)所示。
其实生活中我们常见的多极式系统结构大都一样,都是由光伏阵列,整流,逆变