屋顶光伏发电系统并网的研究

【摘要】：近年来,受到化石能源短缺和生态环境恶劣的影响,人们日益关注环境保护和绿色、安全、可持续能源的发展。通过减少矿物燃料的燃烧,可以减少对大气的污染,以确保能源长期稳定的供应。而要尽快解决缺电、少电地区的供电问题,就要必须落实可持续发展战略,加快可再生能源的发展,这也成为大家共同寻求出的解决方案。太阳能资源非常丰富,长久不会枯竭,太阳能发电具备很多有利之处,比如它使用寿命长、安全性高、随处可用、维护简单、无需长距离输送、运行费用少、无活动部件、无噪声、不易损坏、无需燃料、不污染环境等。由于保护生态环境逐渐受到人们的重视、矿物燃料的储量逐渐枯竭问题及常规电网具有一定的局限性,人们普遍认为,在可再生能源中,太阳能发电是技术含量最高且最有发展前途的。随着光伏产业的快速发展,光伏电池的产量也以出乎意料的增速不断上涨,而这当中用在光伏发电系统并网上的光伏电池就占了将近60%。且屋顶光伏发电并网系统在经济、灵活等方面的性能都远远比大型并网光伏电站要强,也因其方便普及,对能源和战备安全十分有利,所以得到格外重视。光伏发电并网系统主要由太阳能电池方阵、变压器、并网逆变器和计量系统组成,除了这些主要元件以外,还有一些辅助配套设施,比如电缆、汇流箱、保护设备、开关、雷击保护等,经过并网逆变器直接将电能输送至公共电网当中,且并网逆变器还具备最大功率点跟踪技术,相比之下的总的效率,并网系统要比离网的效率高大概15%左右,如果发出的电量一样,那么并网系统在成本方面要比离网的低20%以上,所以,光伏发电并网的方式将会引导并推动今后光伏发电产业的发展。经过对光伏发电系统并网的设计思路和系统配置进行深入分析,会对今后光伏能源利用率的提高有着积极的指导作用。本文通过对光伏发电系统理论的学习与研究,掌握了系统的运行原理,建立了较完整的光伏发电系统并网体系,本文通过对某研究项目所在地日照数据的统计分析,预估未来电站的发电能力,并确定光伏组件种类和型号,根据项目预期并参考各个元件参数确定了主要设备的容量、数量及安装等一系列问题,经过各方面综合因素的考虑提出了光伏阵列设计和电气设计的方案。 【关键词】：太阳能 发电 并网 逆变器 参数
【学位授予单位】：河北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM615
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 绪论9-22
• 1.1 太阳能发电系统9-12
• 1.1.1 太阳能发电的意义9-10
• 1.1.2 并网光伏发电系统的发展及国内外研究现状10-12
• 1.2 区域太阳能资源的研究12-22
• 1.2.1 太阳能资源分布12-14
• 1.2.2 区域自然资源及光伏产业发展现状14-17
• 1.2.3 该项目地点日照数据统计17-20
• 1.2.4 太阳能资源丰富程度的评估20-22
• 2 并网光伏发电系统的组成及功能22-30
• 2.1 光伏电池板22-26
• 2.1.1 光伏组件的分类22-24
• 2.1.2 光伏组件特性24-25
• 2.1.3 最大功率点跟踪25-26
• 2.2 光伏并网逆变器26-27
• 2.2.1 简介26-27
• 2.2.2 逆变器选型27
• 2.3 变压器27-28
• 2.4 计量系统28
• 2.5 光伏汇流箱28-29
• 2.6 电缆29-30
• 3 该项目工程发电系统设计方案30-40
• 3.1 太阳能电池的选择30
• 3.2 光伏阵列的布置30-31
• 3.2.1 最佳安排倾角计算30-31
• 3.2.2 光伏阵列间距计算31
• 3.3 关于逆变器和孤岛效应31-34
• 3.3.1 逆变器的选择与设计31-32
• 3.3.2 关于孤岛效应32-34
• 3.4 光伏方阵设计34-37
• 3.5 方阵接线设计37
• 3.6 计算该项目发电量37-40
• 4 电气设计40-47
• 4.1 光伏项目接入系统方案40
• 4.2 电气部分40-45
• 4.2.1 电气主接线40
• 4.2.2 主要电气设备选择40-43
• 4.2.3 防雷保护、接地保护及过电压保护设计43-44
• 4.2.4 电气设备布置44-45
• 4.3 光伏电站通信45-47
• 4.3.1 概述45-46
• 4.3.2 系统通信46
• 4.3.3 站内通信46
• 4.3.4 光伏阵列区内通信46-47
• 结论与展望47-48
• 参考文献48-51
• 作者简历51-52
• 致谢52-53

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