4 充電控制器性能和防止遭受雷擊的措施
4.1 充電控制器性能的好壞對系統(tǒng)有著很大影響
對光伏充電控制器性能的評價主要可以從
可靠性、易維護性和充電效能三方面考慮。一個質(zhì)量優(yōu)良、安全可靠、不易出故障的光伏充電控制器顯然是對光伏系統(tǒng)整體性能的有效保證,尤其是蓄電池充放電電壓控制'點等關(guān)鍵設定的
穩(wěn)定性直接關(guān)系著蓄電池的使用安全和壽命。一個構(gòu)造清晰,出故障后容易修理的易維護的光伏充電控制器也可以從另一個方面提高光伏系統(tǒng)的性能。而光伏充電控制器的自身能耗和充電控制策略的優(yōu)良,則直接影響到光伏系統(tǒng)本身可提供的電能的多少,低功耗高效率的光伏充電控制器可以提高光伏組件的利用率,進而提高光伏系統(tǒng)的整體性能。
4.2 防止充電控制器遭受雷擊的措施
要防止雷擊首先要了解雷電人侵電力系統(tǒng)的途經(jīng),雷電人侵一般有直擊雷、感應雷和雷電波侵人三種方式。
直擊雷是指直接落到太陽能電池方陣、低壓配電線路、電氣設各及其配線等處,以及在其近旁的雷擊。直擊雷的電流峰值在15～20kA以下的大約占5O%,也可觀測到200～30OkA范圍的雷擊。由于這樣雷擊的能量非常大,作為防直擊雷的措施有安裝避雷針等。
感應雷分為由靜電感應形成的雷和由電磁感應形成的雷。由靜電感應形成的雷是因雷云形成,例如電纜感應產(chǎn)生的正電荷和雷擊產(chǎn)生的地表的電荷中和后剩下來形成雷電浪涌。由電磁感應形成的雷,是由于落到電纜附近的雷擊產(chǎn)生的雷電電流使電纜感應形成雷電浪涌。
光伏充電控制器一端連接蓄電池,一端連接太陽能電池方陣。蓄電池由于安裝在建筑物室內(nèi),只要建筑物按建筑規(guī)范設置了建筑物
防雷措施,蓄電池基本沒有遭受雷擊的可能,所以充電控制器連接蓄電池的一側(cè)不用特別的防雷措施。
而太陽能電池方陣安裝在室外露天,光伏組件邊框一般為
鋁制,光伏安裝
支架一般為鋼
結(jié)構(gòu)構(gòu)件,這就大大增加了遭受雷擊的可能性。為防止直擊雷擊中太陽能電池方陣,光伏安裝場地應該設置避雷針,避雷針應該可靠接地,使雷電電流可以安全快速地入地;為了保證電氣設各的安全,避雷針的接地應該和電氣設各的保護地分開,并保持足夠的安全距離。為防止感應雷造成的危害,光伏電纜應該設置金屬橋架,并可靠接地;光伏場地控制器應該具有封閉的金屬外殼,并可靠接地,同時保證接地點等電位連接。為防止雷電波侵人造成的危害,光伏控制器在光伏進線的人口處應該安裝防雷器件,如壓敏電阻或防雷模塊,并可靠接地。
5 逆變器疊加使用和控制逆變-體機的優(yōu)缺點
5.1 逆變器疊加使用
在光伏電站中使用的逆變器也可以稱為獨立式逆變器,這種逆變器在輸出電能的同時自己建立一個220V/50Hz的電網(wǎng)。
一般情況下,這種逆變器不能直接將多臺逆變器的交流輸出并聯(lián)疊加使用。因為每臺逆變器都有自己獨立的電壓、頻率和相位特性,即便是同時開機投入工作,也無法保證各臺逆變器輸出的電壓、頻率和相位完全相同,導致電網(wǎng)
波形失真,電壓電流漂移,會造成電網(wǎng)無法工作,嚴重的會導致逆變器輸出電流反向而形起逆變器損毀。
如果確實有必要將多臺逆變器并聯(lián)使用,以擴大逆變器輸出的容量,就必須選用可以并機工作的逆變器型號。在這種情況下,一臺逆變器稱為主機,其他逆變器稱為從機,由主機建立電網(wǎng)確定電網(wǎng)的電壓、頻率和相位等基本參數(shù)。同時向從機發(fā)出同頻同相指令,從機根據(jù)該指令向電網(wǎng)中輸人完全相同的交流電能,如果從機和主機的頻率相位產(chǎn)生偏差,從機就應該隨時糾正該偏差,使其發(fā)出的電能參數(shù)保持與主機一致。主機在發(fā)出同頻同相指令的同時,還會向從機發(fā)出功率調(diào)節(jié)指令,保證輸出功率在各臺逆變器之間的平衡,防止個別主機負載過大,而另外一些主機負載過小的現(xiàn)象。
5.2 控制逆變一體機的優(yōu)缺點
控制逆變一體機的優(yōu)點有:光伏充電和逆變器組合在一起,體積小,接線少,使用簡單,維護方便、性價比高,整機效率高,特別適合戶用系統(tǒng)。控制逆變一體機內(nèi)部保護電路齊全,具有輸入過壓、輸入欠壓、輸出過載、輸出短路、輸人直流接反、過熱保護等保護措施,可以有效地保證使用過程中的使用安全。控制逆變一體機的缺點也同樣明顯,由于充電器容量和逆變器容量都固定,不能調(diào)整,所以不適合發(fā)電和用電負荷不匹配的系統(tǒng)。
6 離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的壽命
離網(wǎng)
光伏發(fā)電系統(tǒng)主要設各壽命如下:蓄電池的使用壽命通常為5年左右,逆變器壽命為10年左右,光伏組件的壽命為20～25年,一般情況下認為離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)壽命為20年,因此在壽命周期內(nèi)需要進行蓄電池、控制器和逆變器的更換。
7 局部電網(wǎng)的設計
局部電網(wǎng)設計需要考慮電源點建設、電網(wǎng)架構(gòu)的構(gòu)成、負載的匹配和管理等內(nèi)容。規(guī)劃局部電網(wǎng)中的電源點應該首先考慮建設當?shù)氐淖匀毁Y源情況,由于這類電網(wǎng)一般地處邊遠地區(qū),電站類型的選擇應以水電、
光電、風電等
可再生能源為主要考量。電站容量的選擇應以當?shù)氐纳鐣?jīng)濟發(fā)展水平為依據(jù),做出合理的負荷預測,以滿足5～10年內(nèi)用電需求為準。如有可能應該盡量規(guī)劃多個不同種類電站聯(lián)網(wǎng)運行的工作模式,達到充分利用各種自然資源,發(fā)揮資源互補的優(yōu)勢。
局部電網(wǎng)的架構(gòu)建設一般以220v/380Ⅴ 的低壓配電系統(tǒng)為主,以便減少變電所帶來的電能損耗,如果出現(xiàn)電源點距離負荷中心過遠等必須進行輸變電的情況,按照距離的遠近選擇合理的輸變電電壓等級。低壓電網(wǎng)的配電形式一般以樹狀結(jié)構(gòu)為主,便于電網(wǎng)的檢修和故障的排除。如果有兩個以上的電源點聯(lián)絡線可以環(huán)網(wǎng)或者雙回等方式連接,以提高供電和輸配電的可靠性。局部電網(wǎng)中應該分級設置繼電保護裝置,根據(jù)輸配電線路的電纜型號和長度分級計算各保護點短路電流等參數(shù),選用適合的繼電保護產(chǎn)品設置合理的保護參數(shù),保證電網(wǎng)的安全運行。
局部電網(wǎng)由于范圍小、能量來源有限、網(wǎng)絡脆弱,對于接人電網(wǎng)的負載必須嚴格管理,嚴禁私拉亂接等現(xiàn)象的發(fā)生,限制大功率負載(如電爐、
電暖氣、中央空調(diào)等)和大沖擊負載(大容量電動機、
電焊機等)的使用。對于電網(wǎng)負荷應按用戶的不同分級管理,對于黨政機關(guān)、軍事單位、學校、銀行等關(guān)鍵部門應列為隨時保障供電的一級負載范圍;對于居民、商店等列為非緊急情況下正常供電的二級負載;對于一般工廠、飯店、娛樂場所應列為不保障持續(xù)供電的二級負載,實現(xiàn)有限電力能源的合理有序分配。
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