|
我國一次能源儲量豐富，但分布不均，人均能耗低而單位產值能耗高，所以必須靠節約能源即“第六能源”和新能源來解決可持續發展對能源的要求我國太陽能風能資源豐富，大規模光伏（PV）電站與儲能系統及風力發電（WG）的組合是未來照明和民用的重要分布式電源電力電子器件技術比較成熟，本文針對不同形式分布式電源，討論了電力電子設備在太陽能風能發電系統及綜合系統中的應用和關鍵技術1太陽能發電我國太陽能資源豐富，年均日照長，輻射總量大，適于安裝光伏發電設備。我國光伏技術地面應用始于70年代，今后將以20%的遞速度穩步發展，到2000年光伏發電總容量達70MW光伏系統通過用戶側管理可很好的運用可再生能源太陽能發電系統分為獨立系統及與電力系統連接兩類，前者將太陽能電池輸出直接或變換成交流電后供給負載；后者需與系統協調對于家庭、小的商業樓可用PV蓄能電池一永磁電機組成系統（卜15kW）驅動（見），大商業樓和小工業用尸用PV―DC?a href="http://m.qingdxww.cn/keyword/DAC" target="_blank" class="relatedlink">DAC逆變器驅動三相感應電機（15~）（見）PV系統可在短路、開路及其間任何點工作，其輸出電流lul電壓乘積的最大值為最大功率點（MPP），輸出功率P隨太陽輻射及天氣變化而變化為了保證最大功率輸出，PV矩陣和負載之間設計有MPPT（MPP跟蹤器，見）MPPT用一個升壓變換器和電流鎖定環，較用脈沖寬度調制（PWM）技術降壓變換器平均提高輸出功率225%.MPPT測出PV系統與電壓Ure（在此電壓下可得最大輸出功率）比較從比較器和網難以達到的邊遠分散用〖戶布式電源在技術lishingHuse.A1Mghtsreserved.諧振器得到PWM信號來觸發功率變換器，調節注入負載功率太陽能發電裝置穩定和自恢復性好，維護要求低2風能風能清潔、可再生分布面廣、適于建設分散式電源風能轉化系統有4種：①恒速恒頻（CSCF）用同步發電機，速度由節距角度控制器維持；②近似恒速恒頻（ACSCF）用鼠籠感應電機（G），節距角度控制器維持1%~5%的速度波動；③變速恒頻（VSCF）用變換器、永磁發電機、同步發電機鼠籠感應電機或雙端輸出感應電機；④變速變頻（VSVF）用鼠籠感應電機，由強迫換流變換器控制新的電力開關能使WG裝置變速工作，靈活且年發電量高。4種系統輸出電壓都與風速有關電壓頻率正比于風速，電壓、電流正比于頻率平方，功率正比于頻率3次方恒速系統無電壓調節，且消耗無功。大功率高頻高效換流器的應用使電壓幅值和頻率可控，故使用G比同步發電機成本低系統的穩定性好、不需分離直流源激磁容易裝拆維護，運行風速范圍更大WG系統有串聯開關、并聯型3種聯接方式（見~6），前二者適于一些特別應用。
串聯型：對電池的充電與電池性能電池充電水平有關，效率低，電池尺寸大，對柴油機不易控制；開關型：柴油發電機（DG）白天用于峰值負載，晚上低負載，噪音低，但容量大，優化范圍有限；并聯型：無前兩者的局限，性能比前兩者好，更易被接受DG裝置與整流器并聯運行，風能發電一電池組一逆變器對低負載供電，DG―逆變器在負載高峰期供電中等負載時DG既供電又儲能能這些過程由微處理控制。WG/DG的發電量合理比為80：2這樣全系統動態穩定性好，但電池是薄弱環節，其壽命與充電深度、充放電之比、環境溫度有關對輸電線路可產生的電磁影響的憂慮，使用戶近旁的分布式發電裝置成為它的一種替代方案，它與大電網配合，可大大提高供電可靠性，能在電網崩潰和意外災害情況下，維持重要用戶的供電。對供電濟上具有競爭力。
WG與電網連接方式（見）有5種：①與現存的中壓（MV）電網連接；②連接現存變電站的MV側；③在現存變電站另設變壓器連接；④在現存的HV傳輸線附近另設HVMV變電站；⑤通過新的HV傳輸線另設新的HVMV變電站WG投切于電網時會引起干擾：系統正常時，①風速變化使電網電壓變化快，電壓變化的幅值會引起“回閃效應”；②電網電壓變化梯度很大；③WG的諧波引起電網電壓畸變系統故障時，①引起保護設備的誤動作；②WG的反射作用加大短路時開關設備的過電壓并使部分網自動解列，引起末端設備的故障，對操作者產生危害，電網有大電容設備時，危險更大因此要注意聯接點電網的傳輸容量，電網短路水平，風場與聯接點的距離，風場的容量。在電網受嚴重干擾后，旋轉設備能調節頻率回到正常水平，在惡劣條件下由于風能損耗，應有一定旋轉設備容量的儲備3綜合系統綜合系統（見）結合柴油機與可再生能源的優勢，可分時維護持續供電，降低后備設備的代價，對不可預知的變化與故障系統仍保持足夠的后備和動態控制。
為獲得最大的可再生能源并高效傳輸給負載，通過PWM電壓源強迫換流的GBT逆變器來實現（見）綜合系統的傳輸控制用于電壓頻率驅動的逆變電路為了提高整體效率，需要高效DC/DC變換器，它可在不同條件、場合下適當修改，以適應不同要求一種新的零電壓零電流半橋ZV―DC電路（見0）可以主從方式運行，實現電池組與交流輸出電壓之間的隔離其關斷條件由C2確定。C2的最小值由IGBT特性決定，一般效率達91%~965%，當負載>滿負載的20%時，效率達94 5%若GBT的額定電流高，則效率更高，損耗更小開斷時dU/dtdl/dt很小，電磁干擾（EMI）也小，電流紋波低，容性電流小。按1：1的變壓器合理設計，無需另加內感。
DC/AC變換器（見1）輸出部分是帶濾波器的標準三相硬開關逆變電路，第一個U濾波器限制無線電干擾（RFI），降低非理想PWM產生的低次諧波第二個L1-C1限制電磁干擾（EMI）如PWM開關頻率很高，則低頻畸變嚴重，電壓跌落大，開關損耗大，但電感柱的尺寸大大降低DC電壓輸出系統比AC輸出復雜，但可靠4結論a分布式電源己成為一種必然趨勢，能滿足電力系統和用戶的特定要求幾種能源綜合利用可保證供電可靠性，提高后備力量，充分利用可更新能源資源bPV系統要設計好MPPT系統應通過簡單可靠的控制策略，保證最大能量傳輸還要設計和應用高效DC/DCDC /AC變換電路來提高系統整體效率，簡化電磁元件的設計c風能轉化采用變頻變速系統發電量高而且靈活，G的應用更降低了成本WG系統中，DG與整流器并聯運行，優于串聯型和操作型。系統與電網相連時，會引起一定干擾，為保持穩定，應有旋轉設備容量的儲備d風能/PV柴油機系統中，為了能得到高效能量輸出，需要高效的DC/DC或DC/AC變換器，但DC/AC是以后的發展趨勢
AO-Electronics 傲壹電子 官網：www.aoelectronics.com 中文網：www.aoelectronics.cn |
