【乾貨】併網光伏發電微網系統的介紹及原理解析

2020-11-25 索比光伏網

併網光伏發電微網系統是一種新型網絡結構，是由分布式電源、負載、儲能系統和控制裝置構成的系統單元，是一個能夠實現自我控制、保護和管理的自治系統，既可以與外部電網併網運行，也可以孤立運行。

併網光伏發電微網系統是相對傳統大電網系統的一個概念，是指多個分布式電源及其相關負載按照一定的拓撲結構組成的網絡，並通過開關連接至常規大電網。

併網光伏發電微網系統中的核心裝備即分布式電源以及儲能系統，包括光伏併網逆變器、風力併網逆變器、柴油機、PCS以及BMS等。

近年來，隨著微電網系統的快速發展，併網逆變器又被賦予了一種新的定義：分布式光伏電源。它可以作為微電網系統的主電源，成為整個微網系統最核心的技術之一，又由於其電源性質的特殊性（電流源），它又可作為微網系統的補充電源。

PCS，即能源轉換系統，是近來年興起的一種的應用十分靈活、功能十分強大的新型分布式電源，也是一種儲能系統。作為一種四象限運行的換流器，它既可以實現併網逆變功能，也可以實現併網整流充電功能，還可以實現離網獨立逆變功能。

併網光伏發電微網系統中，各分布式電源的容量配置是有一定原則的，否則的話會造成電源過剩或者電源欠缺。

併網逆變器容量應小於等於總負載容量，以接近負載容量為最佳，不可過小，也不可過高，如果過高，多餘的電能無法吸收，易造成系統崩潰。近年來研究結果表明，當併網逆變器容量大於負載總容量時，如果此時有PCS作為支撐源，併網逆變器的多餘電能會饋入PCS，使PCS處於「離網充電」狀態，這種狀態是不太穩定的，目前還沒有真正有效的控制手段，因此建議併網逆變器的容量小於等於總負載容量。

PCS容量應設置負載總容量的1.5倍，但是蓄電池的容量需要按照系統能夠承受3到5個陰雨天的容量來配置。雖然併網逆變器也可為負載提供電能，但是微網系統大部分時間是運行在夜晚的，此時併網逆變器無法工作，因此併網光伏發電微網系統的大部分電能是由PCS提供的，所以PCS的容量配置需要考慮到連續陰雨天以及夜晚的工況。

併網光伏發電微網系統典型主電路拓撲圖

如圖所示為併網光伏發電微網系統的架構圖，由併網逆變器與PCS共同並接至系統母線上，同時母線上掛上負載。

（1）當大電網沒有脫開時，如果是在白天，系統運行於併網逆變器為主分布式電源的狀態，PCS處於給蓄電池充電的狀態，以作為備用電源。如果是在晚上，依然由大電網給負載供電，PCS依然作為備用電源給蓄電池充電。

（2）當大電網脫開時，如果是在白天，系統運行於PCS作為支撐源、併網逆變器作為輔助電源的狀態；如果是在晚上，則只有PCS作為主電源給系統供電，此時就要求PCS以及蓄電池的容量能夠滿足負載的長期供電。

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