恩施膠體蓄電池太陽能路燈廠家 

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太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的保護和孤島問題①保護，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)作為電力系統(tǒng)的一部分需要接入保護裝置,一方面對光伏發(fā)電系統(tǒng)保護，防止孤島效應(yīng)等發(fā)生；另一方面需要安裝繼電保護裝置，防止線路事故或是功率失穩(wěn)。并網(wǎng)保護裝置中一個重要的設(shè)備是功率調(diào)節(jié)器。功率調(diào)節(jié)器中除了設(shè)罝有并網(wǎng)保護裝置外，在光伏系統(tǒng)輸出和并網(wǎng)點之間須增設(shè)另一套并網(wǎng)保護裝置作后備保護，以在光伏逆變系統(tǒng)發(fā)生異常的時候，光伏系統(tǒng)不對電網(wǎng)產(chǎn)生較大的不良影響，還可以在電網(wǎng)發(fā)生故障的時候，電網(wǎng)不對光伏系統(tǒng)產(chǎn)生損壞。常用的并網(wǎng)保護功能有低電壓保護、過電壓保護、低頻率保護、過頻率保護、過電流保護和孤島保護等。功率調(diào)節(jié)器由控制單元、顯示單元、充放電單元、逆變器單元和并網(wǎng)保護裝置等組成.功率調(diào)節(jié)器為采用模塊化設(shè)計的逆變器單元和功能單元，可以靈活組合。單元之間按照主/從控制運行方式，設(shè)有自立運行功能，可根據(jù)需要設(shè)置為低壓并網(wǎng)、髙壓并網(wǎng)、自立運行、防災(zāi)應(yīng)急等方式。功率調(diào)節(jié)器自帶的顯示單元既可顯示光伏陣列電壓、電流、傾斜面輻照度、蓄電池電壓、電流和剩余容景，又可顯示逆變器輸出電壓、電流、功率，累計發(fā)電量、運行狀態(tài)和異常報警等各項電氣參數(shù)。是否需要通信接口實現(xiàn)遠程監(jiān)視須視具體情況決定，一般光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)應(yīng)盡可能地簡化，過于復(fù)雜會增加系統(tǒng)造價和維護的復(fù)雜性，也會降低系統(tǒng)的可靠性。②孤島問題，保護設(shè)備的另一個重要作用是進行孤島檢測。當(dāng)分散的電源，如光伏發(fā)電系統(tǒng)從原有的電網(wǎng)中斷開后，雖然輸電線路已經(jīng)切斷，但逆變電源卻仍在運行。逆變器失去了并網(wǎng)賴以參考的電網(wǎng)系統(tǒng)電壓，這種情況稱之為孤島效應(yīng)。孤島效應(yīng)的產(chǎn)生可能會使電網(wǎng)的重新連接變得復(fù)雜，且會對電網(wǎng)中的元件產(chǎn)生危害。為了解決這個問題，學(xué)術(shù)界已經(jīng)提出了許多種方案，然而當(dāng)孤島效應(yīng)不是很明顯時，現(xiàn)有的方法有可能無法判斷出發(fā)電站與負載之間功率的失配，因此孤島問題仍是一個未解決的問題。利用功率調(diào)節(jié)器可以實現(xiàn)孤島檢測和對電壓自動調(diào)整功能，功率調(diào)節(jié)器連接電網(wǎng)。當(dāng)出現(xiàn)剩余功率逆潮流的時候，由于系統(tǒng)阻抗髙，并網(wǎng)點的電壓會升高，甚至超過電網(wǎng)的規(guī)定值。為避免這種情況?功率調(diào)節(jié)器設(shè)有兩種電壓自動調(diào)整功能：①相位無功功率控制，電網(wǎng)提供相位電流給功率調(diào)節(jié)器，抑制電壓升高。這種控制方式會使功率調(diào)節(jié)器的視在功率在調(diào)節(jié)時增加，變換效率略微降低。②輸出功率控制，當(dāng)相位無功功率控制對電壓升高的抑制達到臨界值時，系統(tǒng)電壓轉(zhuǎn)由輸出功率控制，限制功率調(diào)節(jié)器的輸出功率，防止電壓升高?光伏陣列的發(fā)電功率即使在額定值，也要限制輸出功率。這時，光伏陣列的發(fā)電功率利用率有所降低。

太陽能光伏并網(wǎng)系統(tǒng)另一個值得關(guān)心的問題是逆變器的某些控制策略使其只能向交流系統(tǒng)輸送有功功率，而無法注人無功功率。這種設(shè)計有可能惡化交流系統(tǒng)的功率因數(shù)，導(dǎo)致電能需求過剩。為了解決這個問題，光伏并網(wǎng)的有功和無功綜合控制方法經(jīng)常被提出。然而，大多數(shù)的控制策略主要是依照瞬時無功補償理論提出的，這種理論需要復(fù)雜的計算，因此也使得電路和系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。另一種方法是利用在脈寬調(diào)制PWM電路中植入一個擾動發(fā)生電路，使它產(chǎn)生與逆變器輸出值有一定大小的偏移，通過檢測由于頻率變化產(chǎn)生的符號變化量和代數(shù)運算，就可以更好地檢測出來孤島效應(yīng)。這種方法的特性如下：①由于逆變器可以同時提供有功和無功功率，因此可以避免交流側(cè)功率因數(shù)的惡化。②當(dāng)孤島效應(yīng)不明顯時，發(fā)電站與負載的功率不匹配也可以更有效地檢測出來。③計算過程和電路設(shè)計相對容易實現(xiàn),計算和運行費用相對減少。為了能夠主動檢測孤島效應(yīng)，可以在逆變控制器中加人能夠產(chǎn)生微小不平衡的正弦波形的電路。這種設(shè)計的理論是：如果控制器的參考正弦波產(chǎn)生一個微小的不對稱，則會在逆變器的電流輸出中有同樣大小的畸變。在正常運行情況下，這種畸變的程度是可忽略的；然而一旦孤島效應(yīng)發(fā)生，這種程度的畸變可以通過檢測很容易辨識出來。換句話說，一種合適的畸變程度，可以作為有效的辨識孤島效應(yīng)的指示器。從流程圖上可以看出，在對每個支路的輸入電壓和電流進行采樣之后，進行計算得到頻率的改變值，并與整定頻率/^進行比較。只有當(dāng)頻率的變化小于預(yù)先設(shè)定的整定值時，才進行近一步判斷。在真實的并網(wǎng)系統(tǒng)中，由于包括負載變化和動態(tài)穩(wěn)定性在內(nèi)的干擾都會產(chǎn)生頻率的很大波動，因此需要給定一個限值，以避免意外的誤動^因為頻率變化爾的振幅一般比較小（一60～一80dB>，所以設(shè)置限值為一40dB。按此方式，被C錄的頻率變化量A/的符號變化次數(shù)N與頻率變化數(shù)次整定值N,h相比，得出發(fā)生孤島效應(yīng)的結(jié)論。這個可以通過A/與A/h乘積的符號變化來檢測，下標(biāo)為當(dāng)前采樣周期，下標(biāo)i一1為上個采樣周期。值越大，則誤報警的可能性越小，但計算時間會變長。按照這種方法的經(jīng)驗值來看，N,h=4是比較合適的。當(dāng)符號的變化次數(shù)大于^+時，發(fā)生孤島效應(yīng)的信號就會傳送給繼電器。繼電器發(fā)送觸發(fā)信號給斷路器，斷路器打開使光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)分離。

太陽能能量管理主要用來控制光伏陣列在大功率點（MPP)處運行，管理光伏發(fā)電能黿在電器負載和允電控制器之間的分配，使太陽能能量得以合理的使用，并對蓄電池的充電策略進行管理與保護，控制蓄電池放電和管理負載用電。孤立的光伏發(fā)電系統(tǒng)多使用鉛酸蓄電池，鉛酸蓄電池沒有充放電的記憶效應(yīng)，但當(dāng)其放電過度時，可能造成蓄電池極板的損壞，同樣過充電對蓄電池也會有損傷，同時也浪費光伏能量。能氧管理可以是一單裝置也可復(fù)合在智能型充放電控制器內(nèi)或電站監(jiān)控和管理控制器中，—般由單片機或數(shù)字信號處理芯片作為其核心芯片。嚴(yán)格說，復(fù)雜的光伏綜合系統(tǒng)的能景管理非常復(fù)雜，要預(yù)測天氣情況、預(yù)測負荷情況、評估負載類型和性質(zhì)、評估蔡電池狀態(tài)，然后實現(xiàn)光伏電力在蓄電池充電和多種電器性負載用電之間的合理調(diào)度，實現(xiàn)起來比較困難。①1負荷調(diào)控，能管理的任務(wù)之一是實現(xiàn)光伏電池的大功率點控制，其方法是調(diào)控負載功率使之與光伏電池板的大功率相匹配。負載調(diào)節(jié)相對比較復(fù)雜，取決于負載的技術(shù)性能和負載供電對象情況，有些負載是無法調(diào)控的，如電視機、電影放映機等。光伏發(fā)電綜合系統(tǒng)所帶負載一般分為二類，莆電池充電性負載和電器用電性負載。1.電器性負栽①電器性負載。包括照明、電熱、電子產(chǎn)品（如電視機、計算機等）。針對電熱、普通照明等負荷，可采用調(diào)節(jié)供電電壓方法，改變其用電功率。一般來說此類負載其功率為電壓平方函數(shù)。需要明的是很多電器由于額定電壓范圍相對較窄，一般為±10%,電壓調(diào)節(jié)手段受到很大限制。有些電子類電器，其內(nèi)部有穩(wěn)壓環(huán)節(jié)，靠外部電壓調(diào)節(jié)達到調(diào)控負載的可能性不大。對電熱、普通照明等負載，使用調(diào)頻手段調(diào)節(jié)負載，效果不明顯，因為此類負荷的頻率-功率特性中頻率影響因索比較小.帶電子鎮(zhèn)流器的照明電器，因電子鎮(zhèn)流器內(nèi)部有整流環(huán)節(jié)，其負載功率特性受頻率影響也非常小。②電動機動力負載?？梢酝ㄟ^調(diào)節(jié)電壓和交流供電頻率方法加以調(diào)節(jié)。如光伏水泵。一般要配備變頻器使用，變頻器本身具有DC/AC逆變環(huán)節(jié)，因此可以允許光伏發(fā)電系統(tǒng)供給直流電力而不必再逆變成交流供變頻器。能量管理器可通過修改變頻器輸出頻率給定值，來達到調(diào)節(jié)水泵輸出功率的目的。由于光伏發(fā)電系統(tǒng)會帶有多種負載，一般不使用變頻器輸人調(diào)壓方式來調(diào)節(jié)電動機類負載，而使用調(diào)節(jié)變頻器輸出頻率的方法來調(diào)節(jié)電動機類負載。

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