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并網(wǎng)光伏發(fā)電
并網(wǎng)光伏發(fā)電就是太陽能組件產(chǎn)生的直流電經(jīng)過并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入公共電網(wǎng)。
可以分為帶蓄電池的和不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)。
帶有蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有可調(diào)度性,可以根據(jù)需要并入或退出電網(wǎng),還具有備用電源的功能,當(dāng)電網(wǎng)因故停電時可緊急供電。在光生伏應(yīng)的作用下,太陽能電池的兩端產(chǎn)生電動勢,將光能轉(zhuǎn)換成電能,是能量轉(zhuǎn)換的器件。帶有蓄電池的光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)常常安裝在居民建筑;不帶蓄電池的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)不具備可調(diào)度性和備用電源的功能,一般安裝在較大型的系統(tǒng)上。
并網(wǎng)光伏發(fā)電有集中式大型并網(wǎng)光伏電站一般都是電站,主要特點是將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng),由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。因此,安裝家用光伏電站可以有效緩解霧霾天氣,為環(huán)保做貢獻(xiàn),為子孫造福。但這種電站投資大、建設(shè)周期長、占地面積大,還沒有太大發(fā)展。而分散式小型并網(wǎng)光伏,特別是光伏建筑一體化光伏發(fā)電,由于投資小、建設(shè)快、占地面積小、政策支持力度大等優(yōu)點,是并網(wǎng)光伏發(fā)電的主流。
發(fā)電成本
過去5年,光伏發(fā)電的成本已下降了三分之一,在南美等國光伏發(fā)電已經(jīng)與零售電價持平,甚至是低于零售電價,未來光伏發(fā)電的成本還將進(jìn)一步凸顯。光伏發(fā)電過程中,不能用尖銳的工具摩擦,以免損壞接線盒,造成漏電、損壞等現(xiàn)象。其次,火力發(fā)電會帶來極高的環(huán)境治理成本,二十次的巴黎氣候峰會便是引導(dǎo)各國積極啟動碳交易市場定價機制,由此給高耗能企業(yè)帶來的成本增加則顯而易見,因此從這個角度而言煤炭發(fā)電成本將高于光伏發(fā)電。
投資成本降至8元/瓦以下,度電成本降至0.6-0.9元/千瓦時
逆變器作為光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部重要的電氣設(shè)備,其設(shè)備本身所配備的各類保護功能較為完善,具體有如下基本保護功能。
(1)直流母線過電壓保護。逆變器通過持續(xù)檢測直流母線電壓,當(dāng)連續(xù)數(shù)次檢測到直流電壓高于1 000 V時,逆變器斷開交流接觸器,
停止向電網(wǎng)供電。
(2)交流過欠壓保護。逆變器對電網(wǎng)電壓進(jìn)行持續(xù)檢測,當(dāng)檢測到電網(wǎng)電壓超出規(guī)定的電壓允許值范圍時,逆變器斷開交流接觸器;如果
電網(wǎng)電壓在低電壓穿越允許范圍(20%)內(nèi)的跌落,低電壓穿越功能動作,同時逆變器報警運行,在低電壓穿越允許時間內(nèi),電網(wǎng)電壓沒有
恢復(fù),則逆變器斷開交流接觸器,停止向電網(wǎng)供電。
(3)交流頻率保護。逆變器對電網(wǎng)頻率進(jìn)行持續(xù)檢測,當(dāng)檢測到電網(wǎng)頻率超出規(guī)定的頻率允許值范圍時,逆變器會再0.2 s內(nèi)斷開交流
接觸器,停止向電網(wǎng)供電。
(4)極性反接保護。當(dāng)直流輸出電壓低于100 V數(shù)值,程序檢測到直流有反向電流大于40 A左右時,逆變器提示極性反接保護,禁止
運行。
(5)短路保護。光伏電站逆變器對電網(wǎng)電流進(jìn)行持續(xù)檢測,當(dāng)檢測到電網(wǎng)電流大于1.5倍額定電流時,逆變器斷開交流接觸器,停止向
電網(wǎng)供電。
(6)孤島效應(yīng)保護。逆變器同時采用被動式和主動式孤島檢測算法,對電網(wǎng)進(jìn)行檢測, -旦檢測到孤島現(xiàn)象逆變器斷開交流接觸器,使
逆變器與電網(wǎng)脫離。
(7)過溫保護。當(dāng)溫度傳感器檢測到IGBT散熱器溫度超過限制,逆變器斷開交流接觸器。
(8)直流過載保護。逆變器對直流側(cè)輸入功率進(jìn)行持續(xù)檢測,當(dāng)檢測到直流輸入功率大于限制時,逆變器自動限制大輸出交流功率至可
控范圍內(nèi)。
在凍土地質(zhì)條件下,考慮到經(jīng)濟性及施I便利性,在采取必要的減小樁長來防凍脹的前提下, PHC基礎(chǔ)是較為臺適的光伏
支架基礎(chǔ)。下文以東北地區(qū)某光伏項目為例,分析凍土地質(zhì)條件下PHC基礎(chǔ)的受力,以及防止其不均勻凍脹抬升的措施。
在凍脹力作用下, PHC基礎(chǔ)在樁長方向主要承受荷載(PHC上部支架重量、組件重量及PHC 自重等)、凍土對PHC的切向凍脹
力、凍土層以下土體對PHC的錨固力。從受力分析來看,在強凍脹土或特強凍脹土地區(qū),當(dāng)大凍深較深時,完全依靠PHC錨固來避免不
均勻凍脹抬升是不經(jīng)濟的。
通過對凍土地區(qū)的光伏發(fā)電支架基礎(chǔ)設(shè)計進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),采取對凍深范圍內(nèi)的樁周土回填中粗砂的方式能夠減小凍土對PHC基礎(chǔ)的切
向凍脹力,從而大幅減小PHC的設(shè)計長度,節(jié)約工程造價。此外,通過控制每組支架的PHC基礎(chǔ)數(shù)量及采用抱箍式可調(diào)節(jié)高度的支架,
能進(jìn)一步解決部分PHC 基礎(chǔ)出現(xiàn)不均勻凍脹抬升從而對組件造成破壞的問題。