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1、太阳能微网系统讨组员：吴郅俊（组员：吴郅俊（084160138） 何家超（何家超（084160108) 谢春盛（谢春盛（084100348） 李李 靖（靖（084160112）学院：能源与环境科学学院学院：能源与环境科学学院专业：再生资源科学与技术专业：再生资源科学与技术1引言引言随着常规能源的消耗，我们必须思考今后新能源的开发利用方向。太阳能、风能、生物能这些可再生能源的开发应用，更是未来世界的能源发展的主要方向，太阳能潜力巨大，在一定程度上将成为能源发展的主要方向。太阳能微网系统因具有显著的社会效益和经济效益，必将在将来的光伏市场上受到推广。2 太阳能微网系太阳能微网系统的理的理论基基础微
2、网系统（微网系统（Micro-Grid）是一种独立性很强的分散型电源网络，是智能电网的基础。该系统是由太阳能光伏发电、风力发电、小水力发电、生物质发电、燃气发电或柴油发电、燃料电池、蓄电池组等任意组合起来，再加入计量和控制装置，自成系统，独立于大电网或间歇与大电网连接，不需要长距离输电线（电缆）和架空铁塔等大型设备，投资省，不需要大规模投资，也解决了远距离运输大型设备的成本，尤其可以解决大型发电设备运往岛屿和山区的困难。已有的研究和实践表明，将分布式电源通过微网的形式接入到电网中运行，是最有效的利用分布式电源的形式，具有显著的社会效益和经济效益。微网系统的优点微网系统的优点u方便分布式电源的接
3、入，提高分布式能源的利用率；u减小光伏之类的分布式能源功率波动对电能质量的影响；u电网发生故障时可维持对重要负荷的供电；u减小输电线路的负担，降低网损等。3左左图图为为风风能能与与太太太太阳阳阳阳能能能能微微微微网网网网系系系系统统4太阳能微网系太阳能微网系统的主要的主要结构及特点构及特点主要结构主要结构太阳能电池阵列太阳能电池阵列集线器集线器保护装置保护装置最大功率点跟踪装置最大功率点跟踪装置脉宽调制器脉宽调制器微网控制器微网控制器逆变器逆变器蓄电池组蓄电池组负载负载特点特点A.A.平时以太阳能供电为主；当平时以太阳能供电为主；当电力不足时，市电作为辅助电力不足时，市电作为辅助自动为负载供电
4、自动为负载供电B.B.太阳能发电有富裕电力时，太阳能发电有富裕电力时，可直接并入市电网。可直接并入市电网。C.C.既能独立供电，又能并网输既能独立供电，又能并网输出，是一种性能可靠，品质出，是一种性能可靠，品质优良的全天候供电系统优良的全天候供电系统D.D.可为工厂、机关、学校、部可为工厂、机关、学校、部队、偏远地区等提供电力队、偏远地区等提供电力5太阳能光伏离网太阳能光伏离网电站的技站的技术应用用1 1太阳能光伏最早的应用方式太阳能光伏最早的应用方式空间站及卫星的应用：早期为了航天事业发空间站及卫星的应用：早期为了航天事业发展的需要，在空间站、卫星上应用太阳能为展的需要，在空间站、卫星上应用
5、太阳能为其上设备供电。其上设备供电。6通信通信通信通信领领域的域的域的域的应应用：通信基站一般建在高山无用：通信基站一般建在高山无用：通信基站一般建在高山无用：通信基站一般建在高山无电电、难难通通通通电电地区，利用太阳能光伏离网地区，利用太阳能光伏离网地区，利用太阳能光伏离网地区，利用太阳能光伏离网电电站站站站为为其其其其设备设备供供供供电电是通信运是通信运是通信运是通信运营营商不二的商不二的商不二的商不二的选择选择。7军军用与民用：太阳能光伏离网技用与民用：太阳能光伏离网技用与民用：太阳能光伏离网技用与民用：太阳能光伏离网技术刚术刚开始就开始就开始就开始就是是是是为为了了了了战战争需要而开争
6、需要而开争需要而开争需要而开发发的，的，的，的，经经多年多年多年多年发发展，逐展，逐展，逐展，逐渐转为渐转为民用民用民用民用。82离网技术存在的问题离网技术上不存在问题 离网技术经过多年的发展从最早的模拟控制技术到后来智能化控制技术，其在技术上发展得已经很完善。离网系统转换效率在引入MPPT后有了一定的提高，但是要得到更高的转换效率至今没有有效的解决方法。光伏离网电站存在的问题是储能问题 光伏离网电站的建设离不开储能部件，储能部件的成本占到电站建设成本的三分之一左右，而且储能部件的更换周期约为3-5年。大多数离网电站储能部件选用的是铅酸蓄电池，其容量转换效率较低，并且会对环境造成一定污染。93
7、 3需要解决的需要解决的问题能否开发低成本、高效率的蓄电池？能否开发低成本、高效率的蓄电池？ 短时间内铅酸蓄电池的成本难以降低，效率也难以短时间内铅酸蓄电池的成本难以降低，效率也难以有很大的提升。铅酸蓄电池的价格现在约为有很大的提升。铅酸蓄电池的价格现在约为2元元/Wh，这个价格在未来时间内很有可能有着上升的趋势。现在这个价格在未来时间内很有可能有着上升的趋势。现在各国都在大力开展低成本、高效率的储能设备的研发，各国都在大力开展低成本、高效率的储能设备的研发，但是依然没有振奋人心的消息传出。但是依然没有振奋人心的消息传出。能否改变负载的供电的电性方式，设计为直流供电，降能否改变负载的供电的电性
8、方式，设计为直流供电，降低传输损耗？低传输损耗？ 离网电站设计为直流供电虽然可以降低离网电站设计为直流供电虽然可以降低DC-AC转换转换环节的电能损耗，但是将全部负载都换为直流设备这一环节的电能损耗，但是将全部负载都换为直流设备这一方法是很难走通的，其中存在着诸多经济、技术因素。方法是很难走通的，其中存在着诸多经济、技术因素。另外离网电站设计为直流供电时，因为其电压普遍不高，另外离网电站设计为直流供电时，因为其电压普遍不高，所以其长距离传输的线路损耗也是一个不可避免的问题。所以其长距离传输的线路损耗也是一个不可避免的问题。10太阳能光伏并网太阳能光伏并网电站的技站的技术应用用1、太阳能光伏并网
9、技术的产生是太阳能开发利用的、太阳能光伏并网技术的产生是太阳能开发利用的必然必然 随着国家对光伏产业的重视，小规模的离网光随着国家对光伏产业的重视，小规模的离网光伏电站已经不能满足国民对电力的需求，并网技术伏电站已经不能满足国民对电力的需求，并网技术也就应运而生。光伏并网技术可以实现大规模的太也就应运而生。光伏并网技术可以实现大规模的太阳电池阵列通过并网逆变器直接并接在大电网上。阳电池阵列通过并网逆变器直接并接在大电网上。荒漠并网电站荒漠并网电站 由于光伏并网电站规模可以很大，为了有效利由于光伏并网电站规模可以很大，为了有效利用这一特点，荒山、沙漠地区因其良好的日照条件、用这一特点，荒山、沙漠
10、地区因其良好的日照条件、开阔的地理条件成为建设大型光伏并网电站的绝佳开阔的地理条件成为建设大型光伏并网电站的绝佳场所。国外已有很多荒漠光伏电站已建成运行，我场所。国外已有很多荒漠光伏电站已建成运行，我国现在也有类似项目上马，石林国现在也有类似项目上马，石林166MW并网电站的并网电站的启动、青海格尔木地区启动、青海格尔木地区20MW荒漠光伏电站筹建是荒漠光伏电站筹建是其中典型。其中典型。1112建筑一体化并网建筑一体化并网建筑一体化并网建筑一体化并网电电站站站站由于荒漠由于荒漠由于荒漠由于荒漠电电站离大站离大站离大站离大电电网网网网较远较远，需要，需要，需要，需要长长距离距离距离距离输电输电并
11、并并并网，建网，建网，建网，建设设成本成本成本成本较较大，故多数国家将并网大，故多数国家将并网大，故多数国家将并网大，故多数国家将并网电电站建站建站建站建设设地点地点地点地点瞄准城市、瞄准城市、瞄准城市、瞄准城市、乡镇乡镇等并网条件便利地区。因光伏建筑一等并网条件便利地区。因光伏建筑一等并网条件便利地区。因光伏建筑一等并网条件便利地区。因光伏建筑一体化并网体化并网体化并网体化并网电电站具有可就近并网站具有可就近并网站具有可就近并网站具有可就近并网发电发电、降低建筑能耗、降低建筑能耗、降低建筑能耗、降低建筑能耗、提升建筑品味等提升建筑品味等提升建筑品味等提升建筑品味等优优点，近年来光伏建筑一体化
12、成点，近年来光伏建筑一体化成点，近年来光伏建筑一体化成点，近年来光伏建筑一体化成为为各各各各国国国国发发展的重点。展的重点。展的重点。展的重点。13142、太阳能光伏并网、太阳能光伏并网电站存在的站存在的问题 技术上的问题技术上的问题 光伏并网电站是通过并网逆变器接入大电光伏并网电站是通过并网逆变器接入大电网的，并网逆变器实时检测电网的电压、频率、网的，并网逆变器实时检测电网的电压、频率、相位进而调整光伏逆变电参数与电网参数一致，相位进而调整光伏逆变电参数与电网参数一致，从而实现并网。当大电网一旦发生故障，并网从而实现并网。当大电网一旦发生故障，并网逆变器就检测不到以上电网参数，此时并网电逆变
13、器就检测不到以上电网参数，此时并网电站就成为一个站就成为一个“孤岛孤岛”，不能并网发电。，不能并网发电。 自然缺陷问题自然缺陷问题 光伏并网电站另外一个缺陷是白天可以并光伏并网电站另外一个缺陷是白天可以并网供电，但是晚上却不能为负载供电，因为晚网供电，但是晚上却不能为负载供电，因为晚上无日照且并网电站不配置储能装置。上无日照且并网电站不配置储能装置。153、需要解决的问题 能否实现在主电网断电时，太阳能电源可继续发电？ 主电网断电时，并网逆变器孤岛保护，太阳能电源不可以并网发电。但是在并网逆变器和用户侧加入一个双向逆变器后，由双向逆变器提供给逆变器交流电压、频率、相位等参数后，并网逆变器可以为
14、用户局域电网供电，太阳能电源可继续有效发电。这种技术就是太阳能光伏离网/并网一体化应用技术。 能否实现太阳能的24小时不间断供电? 在同一地域的光伏并网电站是不可能实现24小时不间断供电的。但是如果将全球各主要不同时区国家的光伏并网电站通过全球互联电网连接在一起，就可实现24小时不间断供电。这种模型就是太阳能光伏智能化互联电网的模型。164 4结论 随各国新材料、新工艺的研发，提高太阳随各国新材料、新工艺的研发，提高太阳能光伏电池的转换效率，降低光伏电池成本是能光伏电池的转换效率，降低光伏电池成本是发展太阳能的基础；太阳能多元化微网技术的发展太阳能的基础；太阳能多元化微网技术的应用是新能源开发
15、应用的当务之急，是现实可应用是新能源开发应用的当务之急，是现实可行的；以太阳能为主导电源，利用离并网技术，行的；以太阳能为主导电源，利用离并网技术，建立多元化（水电、风能、生物能）的太阳能建立多元化（水电、风能、生物能）的太阳能微网发电系统，以适应不同区域和不同国家的微网发电系统，以适应不同区域和不同国家的能源需求，是解决未来能源结构的有效方式。能源需求，是解决未来能源结构的有效方式。太阳能智能化互联电网的实现是个漫长的过程，太阳能智能化互联电网的实现是个漫长的过程，历时还需遥远的时间，但未来能源的结构将以历时还需遥远的时间，但未来能源的结构将以太阳能为主导能源的智能化电网方式存在。太阳能为主导能源的智能化电网方式存在。17参考文献：王长贵, 王斯成. 太阳能光伏发电实用技术M. 北京: 化学工业出版社, 2009.赵春江. 并网微网智能网全球联网J. 电网与清洁能源2010, 26(6):18
