光伏监控系统

光伏监控系统（精选十篇）

光伏监控系统 篇1

随着温室效应导致地球气候越来越恶劣,特别是今年入夏以来我国大部持续的高温以及南方的洪涝灾害,能源问题作为人类环境问题的一个重要组成部分越来越受关注,太阳能发电作为一种清洁能源越来越被人们看好。光伏并网发电系统一般由太阳能光伏电池板、逆变器以及交流控制器组成。为保证每部分器件能正常运行需要对不少参数进行测量,保存,分析和控制。众所周知,电站的日常运行数据对于电站系统的管理,设备的维护,以及今后的科研分析具有重要的参考价值。但是太阳能电站存在占地面积较大的特点,数据采集显示过于零散,没有一个集中的平台集中观测、存储数据,导致分析和控制上的不便和困难。因此,本文采用一种工业领域已成熟的组态软件技术,通过ModbusRTU以及Modbus-TCP/IP协议进行通信,进行各电流和电压等信号的采集显示,将多个光伏并网发电系统的各电流和电压信号在一个现场控制中心显示屏内集中显示,并且能显示实时波形,读取历史数据波形,远程控制中心也能够读取现场的实时数据便于各部门的信息共享。

1 光伏电站监控系统建模

电站由n个三相光伏并网逆变器组成,监控系统的模型服务包括:

(1)数据显示功能:根据需要实时显示参数的类型将监控系统的模型属性分成电站公共参数和单台逆变器的运行参数两大类。而需要显示的参数又可以分为采集类数据(需要数据采集电路采集才能得到的数据)和显示类数据(通过对已采集到的数据处理加工即得到的数据)。具体属性如表1所示。

(2)对下位机逆变器控制系统的配置。由于每台三相光伏并网装置的结构主要包括光伏电池阵列、逆变主功率电路、滤波电感排、DSP控制板、数据采样电路等。数据采集板将表1中需要采集的数据送给DSP控制板,由DSP控制板完成最大功率跟踪(MPPT)和计算出合适的PWM脉冲,控制主功率电路的工作,通过滤波电抗器并入电网。本监控系统可设置要用到的三相电压、三相电流、阵列电压、阵列电流各采集点数的配置,对显示的电压电流有效值计算点数的配置。

(3)监控系统所有逆变器的运行状态,当设备出现故障时立即报警提示,并存储故障信息,包括故障的时间(年月日格式)和故障原因供分析人员查看。

故障类型包括:电网电压过高;电网电压过低;电网频率过高;电网频率过低;直流电压过高;逆变器过载;逆变器短路;逆变器温度过高;DSP故障;MSP430故障;逆变器孤岛运行;通信失败。同时在必要时采取措施,如将故障逆变器撤离电网,呼叫修理人员修理设备、恢复通信等。

2 总体方案设计

光伏电站主要由前端采集模块、下位机、上位机、网络远程监控以及下位机与上位机之间的通信介质等部分组成。如图1所示,具体功能如下:

(1)前端采集模块,主要由传感器和A/D组成,传感器根据不同原理选择,A/D也根据需要采集的参数个数进行数量选择。

(2)下位机主要负责控制A/D采样并以从机的角色与上位机以Modbus协议进行通信,同时能够接收上位机手动修改后下发的配置信息对其中的参数进行灵活配置。

(3)上位机由PC和组态软件MCGS组成,以主机角色与下位机通信,主要负责定时读取下位机的数据并处理、显示,能够给用户界面配置下位机参数,同时作为从机在网络远程监控发出“需要发送”指令时,向其以Modbus-TCP/IP转发协议发送数据。

(4)网络远程监控也以PC和组态软件MCGS组成,运行MCGS工程的计算机称为MCGS服务器,主要完成接收上位机中的各项数据,其他PC通过以太网与MCGS连接,通过标准IE浏览器就能查看数据,实现光伏电站无人值守或生产部门、维修部门、领导部门等在异地查看数据的要求,上位机向其发送数据后实现各部分共享,实现远端控制中心的实时监控。

(5)下位机与上位机之间的通信介质主要为光纤,旁边加以电光转换和光电转换模块,由于太阳能电池板分布较广,电站控制中心与逆变器所处位置可能距离较远,又由于现场电磁环境较为恶劣,所以采用光纤作为传输介质较为保险。传输协议采用Modbus-RTU协议,传输波特率为256 000。上位机与网络监视机之间通过以太网线连接,以Modbus-TCP/IP协议通信。

3 硬件设计

3.1 传感器的选择

由第一节监控系统建模可知,本系统需要测量的参数种类繁多,所以需要选择不同的传感器,经过调理电路送到A/D输入端口,传感器的精度、响应速度等都对电站控制系统影响较大,需要根据要求选取传感器。

电流传感器采用南京中旭电子科技有限公司的HNC-025SY霍尔电流传感器。其中025表示可以测量的额定电流为25 A。电压传感器采用南京中旭电子科技有限公司的HNV025 A霍尔电压传感器。该传感器适用于测量电压10~500 V,副边额定输出电流为25mA。实际应用时,通过测量该传感器电阻Rmx上的电压,并乘以转换系数,便可以计算得到原边上电压的数值。霍尔电流、电压传感器模块具有的优越电性能使它同时具备了传统的互感器和分流器检测的所有优点,同时又克服了互感器和分流器各自的不足(互感器只适用于50 Hz工频量的测量,分流器无法进行隔离测量)。利用同一只霍尔电流、电压传感器模块检测元件既可以检测交流也可以检测直流,甚至可以检测瞬态峰值,因而是互感器和分流器的最佳替代品[1,2]。

频率测量通过同步锁相电路输入DSP的CAP采集端口捕获经过计算便可得到,使用小CT检测出电压信号,通过过零比较芯片以及DSP内部定时器共同实现。

风速传感器选用LVFSC-12型光电式传感器,它采用抗紫外线的塑质材料制作的风杯,具有重量轻,起动扭矩小,惯性低,能真实反应风速信息。采用高密度截光盘,可提高脉冲输出的频率值,更适于高精度的测量。

温度传感器选用铠装温度传感器热电阻WZP-Pt100,可与温度变送器配套输出4~20mA或1~5VDC。其具有以下优点:(1)体积小,内部无空气隙,热惯性小,测量滞后小;(2)机械性能好、耐振,抗冲击;(3)能弯曲,便于安装;(4)使用寿命长。

光照强度传感器选用LL-SE光照度变送器,适合室内外安装,其测量范围有多个分段,包括10~2 000/4 000/10 000 Lux,现场可通过开关选择,输出电压为0~10VDC(三线)。

3.2 控制采集电路

DSP的控制采样电路如图2所示。

DSP选择TI公司的TMS320F2812,它具有如下特点:(1)高达150 MHz的工作主频;(2)1.8V和3.3V供电,具有很低的功耗;(3)128 KB内部FLASH,18 KB内部SARAM,可外扩1M存储器。存储器采用统一编址,寻址空间可达4 MB;(4)中断资源丰富,可支持45个外设级中断和3个外部中断。提取中断向量和保存现场只需9个时钟周期,响应迅速;(5)拥有双事件管理器EVA和EVB,控制更加灵活。这些特点使得TMS320F2812芯片能够快速地实现数据处理,特别适合功率器件的控制[3]。

AD7656是AD公司的一款模数转换芯片,该芯片特点如下:它是高集成度、6通道、16 bit逐次逼近(SAR)型ADC,具有最大4 LSBS INL和每通道达250千次/s的采样率,片内包含一个2.5 V内部基准电压源和基准缓冲器,电压输入范围为-5~+5V,该器件仅有典型值160 m W的功耗,比最接近的同类双极性输入ADC的功耗降低了60%,它还具有高速并行和串行接口,可以与微控制器(MCU)或数字信号处理器(DSP)连接。单片AD7656最多包含6路模拟量输入转换,所以本设计采用两片AD7656。

MSP430单片机选用型号为F135,它是TI公司生产的一款超低功耗的单片机,它处理速度较快,当采用8 MHz晶振时,指令周期为125 ns,它包含8路内部A/D,精度为12位。MSP430的控制采样电路如图3所示。

3.3 电光和光电转换模块

电光转换和光电转换模块如图4所示,前者由电容电阻和HFBR-1414组成,图中的电阻取到100Ω时便能达到传输500 m的距离,后者由HFBR-2412和电容电阻组成,电光转换和光电转换模块之间以光纤线连接。DSP、MSP430与电站现场监控之间通过这两个模块和光纤将各自的异步串行通信口通过总线方式相连。这样的电路抗干扰能力强,可实现信号的远距离传输。

4 软件设计

4.1 MCGS介绍

MCGS是一款比较强大实用的工控组态软件,通过对现场数据的采集处理,以动画显示、报警处理、流程控制和报表输出等多种方式向用户提供解决实际工程问题的方案,它有简单灵活的可视化操作界面,实时性强,有良好的并行处理性能,在自动化领域有着广泛的应用。MCGS根据所用场合不同,可分为嵌入版、通用版和网络版。嵌入版主要以触摸屏为载体,一般分散在现场使用,虽然也集成了人机交互界面,但它是专门针对实时控制而设计的,应用于实时性要求高的控制系统中,不是针对集中的数据监测。而通用版组态软件主要应用于实时性要求不高的监测系统中,它的主要作用是用来做监测和数据后台处理,比如动画显示、报表等。与通用版相比,网络版则更侧重于数据的共享,用户可以通过标准的IE浏览器浏览安装了MCGS网络版的服务器,使信息收集更集中,更多部门分享。

4.2 通信协议设计

本设计中现场控制与远程网络控制之间采用Modbus-TCP/IP转发协议打包发送数据包,设备单一,协议较简单,而现场控制中心对多个逆变器和公共数据进行监控,较为复杂,本文重点介绍。

本设计中让DSP和MSP430模拟ModBus-RTU设备,采用工业领域内广泛使用的ModBus通信规约,将装有MCGS的电站现场监控PC作为主机,而n个DSP板与MSP430采集板作为从机,其通信规约信息帧由地址码(8位)、功能码(8位)、数据区(N×8位)和错误校验码(16位)组成。

其中,信息帧中的各字节数据定义如下:

地址码:通信传送的第一个字节,这个字节表明由用户设定地址码的从机将接收由主机发送来的信息。并且每个从机都具有唯一的地址码,响应回送均以各自的地址码开始,主机发送的地址码表明将发送到的从机地址,而从机发送的地址码表明回送的从机地址。本设计以电站现场监控为主机可以接多个DSP从机和一个MSP430从机,分别分配01~n的地址码,就是说可以在一条总线上与多个并网发电系统通信。

功能码:通信传送的第二个字节,ModBus通信规约定义功能号为1~127,本设计主要用到读和写指令,选用功能码03和04。作为从机响应,从机发送的功能码与主机发送来的功能码一样,并表明从机已响应主机进行操作。

数据区:数据区是根据不同的功能码而不同。数据区可以是实际数值、设置点、主机发送给从机或从机发送给主机的地址。

循环冗余码CRC码:2字节的错误检测码,CRC码由发送设备计算,放置于发送信息的尾部,接收信息的设备再重新计算接收到信息的CRC码,比较得到的CRC码是否与接收到的相符,如两者不相符,则表明出错。本设计采用CRC-16校验方法。

采用Modbus-RTU通信规约,利用通信命令,可以进行读取点(“保持寄存器”)或返回值(“输入寄存器”)的操作。保持和输入寄存器都是16位(2字节)值,并且高位在前。这样用于仪表的读取点和返回值都是2字节。一次最多可读取寄存器数是60。从机响应的命令格式是从机地址、功能码、数据区及CRC码,数据区中的寄存器数据都是每两个字节高字节在前。

本设计在软件上对于地址码、命令的校验以及CRC校验,加上串口每8位数据的偶校验,多重保险足以保证采集的数据的准确性,MODBUS这个协议在干扰比较大的现场使用还是比较合适的。

4.3 软件流程

DSP与MSP430都作为从机,软件流程区别只是DSP控制AD7656采集信息,而MSP430只是控制内部A/D完成信息采样,其它部分一样,所以可以对其统一设计。其串口任务流程图如图5所示。

首先,对其串口进行初始化并开中断,当串口接收缓冲区有数据到来的时候,它首先判断数据是不是其地址码,如果不是,则继续等待中断的到来,如果是,则进而读取后面的命令是否符合要求,不符合要求则继续等待中断的到来,如果符合要求,则对收到的数据帧进行CRC校验,校验不正确,继续等待中断的到来,校验正确,则对命令进行解析,是读数据还是写配置信息,根据命令操作,写配置信息后改变执行的参数,如采样点数等,读数据后启动数据缓冲区的刷新,等待主芯片将新的数据经过采样计算后写入缓冲区,等待下一次主机的读取,之后对于主机作出回应,通过串口,将MCGS所需的数据发送到主机,实现数据的传送以及传送配置成功的信息。回应完后,继续等待中断的到来。

5 监控界面

本设计中的一些变量参数通过两个界面来实现,图6和图7作为输入和输出界面,包括电站公共参数显示,下位机信息配置以及各逆变器运行参数显示,完全体现了本监控系统的各个参数的监控,而且作为现场监控和远程监控都共用这些界面,只是现场监控中心和远程监控中PC中的MCGS的版本不同,前者是通用版,后者是网络版。

6 结语

对光伏电站监控系统进行建模,选用测量模型属性中各参量所要求的各种传感器,通过DSP控制AD7656以及MSP430控制内部A/D采样,并与装载有MCGS组态软件的PC通过RS485串口经光纤相连,通过Modbus协议通信,MCGS间接控制A/D采样,并且收到采集的数据,并将采集到的数据显示在液晶屏上,同时将数据打包通过以太网发到远端控制中心,经实验可知,采样工作顺利进行,并且数据显示正常,历史曲线也能从屏中读出,这说明本设计方便可行。奇偶校验、CRC校验及光纤传输等多重保险保证显示数据的准确性。

参考文献

[1]蒋立.基于Z源的单相光伏并网系统的研究[D].南京:东南大学,2009.

[2]赵争鸣,刘建政,孙晓瑛,袁立强.太阳能光伏发电及其应用[M].北京:科学出版社,2006.

光伏系统应用简历表格 篇2

期望从事职业：需求工程师

其他职位

  期望薪水：月薪3500人民币到岗时间：1周以内   其他要求：同事容易相处。有升职机会  

大型光伏电站系统设计 篇3

【摘要】主要研究大型光伏电站系统设计思路，介绍了大型光伏电站设计总体方案，并对光伏发电组件与二次系统的设计方法进行了讨论。

【关键词】光伏电站；并网；系统设计

能够直接和电网并网输送电能的光伏发电系统叫做并网型光伏电站，不向电网供电的叫离网型光伏电站。光伏电站可以带蓄电池和不带蓄电池等方式系统，带蓄电池的储能方式并网发电系统可调度性更强，能够根据需求接入或者退出电网，也可以用作电网故障时的备用电源，是一种清洁的可再生能源，研究大型光伏电站系统设计，对进一步提高光伏电站的效率和综合建设效益有着重要意义。

一、总体方案

（一）光伏阵列运行方式

光伏组件的发电量主要和光伏阵列入射角有关，通过研究自动跟踪系统自动调整阵列的入射角度，可以更好的利用光照资源，提高发电效率。

跟踪系统有单轴和双轴之分，单轴跟踪系统可进一步分为平单轴和斜单轴，选择跟踪系统结构形式要综合考虑光伏电站所在区域气候条件，选择抗风性能强、维护方便、可靠稳定且性价比高的结构类型。相比之下，双轴跟踪系统的发电量最高，比固定支架多出36%，斜单轴方案增加发电量31%，平单轴发电量增加量为18%。然而双轴跟踪系统占用更大的面积，建设与维护成本高，稳定性较差。斜单轴系统的占地面积和双轴跟踪系统基本相当，但是发电量增加却很小，由于带倾角，建设与维护成本也偏高。平单轴跟踪支架的占地面积增加较小，但是发电量增加较显著，作为一种多点支撑方案，稳定性高于发电效率更高的其他两种形式，经过经济性论证，认为选用平单轴方案比较合理。

（二）电站直流系统

光伏并网电站是单元系统叠加形成的，对单元系统的优化是电站优化的基础措施。

1、光伏组件组串

光伏组件输出电压变化应该在逆变器输入电压范围之内，并且输出功率应该尽量接近逆变器的最大功率点（MPPT），从而增大系统效率。

2、辐照情况

根据太阳能辐射情况，确定并联光伏组串总功率和逆变器额定功率之间的比值，接近1：1比較理想。

3、最高输出电压

光伏组串的最大输出电压不能超过光伏组件电压范围的高限值。

（三）总图

1、功能分区和布局

为了提高光伏电站场地资源，将西、北侧光照条件相对不良区域作为发展用地，安装合适的支架，提高光照利用率，南面采用不同的支架，更好的利用资源。

2、方阵区和内部通道

光伏组件形成矩形光伏阵列，区块之间设置内部通道，以不遮挡和检修方便为宜。设计阶段要注意确保南北向阵列内所有组件都在相同轴线上，两列光伏之间的距离要确保冬至日跟踪系统-60°-+60°范围内，全部光伏组件的有效日照时间至少有6h，而整个阵列的方位角应该控制在0°。根据场地纬度和自然坡度计算系统东向西轴心距离，南北向轴心距离的确定要兼顾东西方向消防、检修以及电缆通道。为了提高电缆敷设的标准性，采用电缆沟的电缆敷设方式，将逆变器设置在方阵道路两旁位置，方便运输已检修，隔一行光伏组件布置一条东西向电缆支沟，用于放置汇流箱，南北向组件电缆从电池背板经镀锌钢管引入支沟接入汇流箱。南北向电缆支沟经过逆变器室下，垂直连通东西方向电缆支沟，尽量减少低压直流电缆和高压交流电缆之间的用量。

3、道路

光伏阵列为矩形阵列，内设内部通道，区域内有道路连通，形成环路。

4、排水

场地内如果有自然坡度，可充分利用其排水。

5、围栏

围墙工程有厂区和升压站围栏两部分，均设置2.0m铁艺围栏。

（四）高压部分

光伏电站主要设备包括断路器、隔离开关、接地刀闸、电压互感器、电流互感器、母线、避雷器等设备，将光伏区的电能汇总后经送电线路送至电网，除此之外，升压变压器系统、接线柜接线以及无功补偿装置SVG和电缆分接箱等设备也属于高压部分。例如30MWp地面光伏电站，1MW光伏发电单元可升至10kV/35kV，手拉手（π型连接）后汇集到一根高压线兰，到达高压室高压柜内，汇总后经送出线路送至对端变电站内，进而并网发电。

二、光伏发电组件

光伏发电组件主要由光伏阵列、防雷汇流箱、直流配电柜、并网逆变器、箱变等设备组成。

（一）光伏系统

1、组串、阵列

光伏阵列是一系列光伏组件通过串并联组成的阵列，几个光伏组件串联成组串，根据昼间最低温度以及并网逆变器最大方阵开路电压确定串联组件数量。适宜光伏发电的区域往往光照强烈空气稀薄，最佳倾斜面条件符合光伏组件标准测试条件，瞬时照射强度超过1000w/m2，组件温度不超过25℃。光伏组件总容量需要根据场地实际工作条件确定，不能过大，避免逆变器出现过载停运的情况。为了方便后期运行维护工作，光伏阵列为20x2布局方案，呈南北向，240w组件每20个组成一个光伏串，组件之间的连线采用交叉跳线的方式，正负极在同一端出现，减小电缆总长度，为了降低组件串联导致的电压损失，保证汇流箱与直流柜进出线组件温度超过环境温度，光伏阵列的开路电压不能超过880v。除此之外，光伏组件的组串需要考虑组件的电流分档，要求相同组串内的组件峰值相同。

2、汇流箱、直流柜

汇流箱的核心功能是直流一次汇流，同时还有防雷、防反接等其他功能，由输入输出端子、熔断器、二极管、断路器、浪涌保护装置等元器件组成，主要有16进1出和8进1出两种型号。直流柜是汇流箱的上级设备，用于直流二次汇流。直流柜内有输入输出端子、输入断路器、电压电流表、断路器等元器件，要求输入断路器全部选择900v/200A规格，保护进线和内部设备。直流柜的7路输入中，6路是16进接线，另外1路是8路进线。

3、逆变器、箱变

逆变器的作用是将直流电转换成交流电，同时具备过流和自动开关供能、防孤岛运行等，为系统正常运行及故障提供可靠保障。箱变是将逆变成的交流生至所需的高压，并为光伏厂区二次侧供电，箱变内分为高压室、变压器室和低压室等，是光伏重要设备。

（二）二次系统

1、整体方案

结合光伏电站的实际情况，二次系统应该选择无人值守、远程监控和集中监控的方式，节省运维需要的人力资源。但是集中控制对二次系统运行的稳定性和可靠性提出了更高的要求，远程监控要具有所有现场监控具备的功能，而且设计方案应该在技术经济条件可行的情况下满足光伏電站自动化与冗余需求。

因此光伏电站应该选用智能型光伏汇流箱，在实现汇流功能同时还能够对组件串电流、电压、防雷和短路设备的运行状态实施监控，并具有直流保护和逆流保护功能，借助通信接口能够方便的上传采集到的状态数据。逆变器柜同时还有过流保护功能，监测直流电流与母线电压，就地显示相关监控信息或者通过通信接口上传，是整个光伏矩阵的核心设备，为了提高逆变器柜的可靠性，可在设备内配置母线绝缘监测元件，实时了解设备绝缘与接地情况。

2、保护与自动化系统

采用箱式变压器，在变压器高压侧安装负荷开关与插入式全范围熔断器，提供过负荷保护与短路保护，变压器内设置压力释放保护，低压侧安装对应低压断路器，避免箱变过电流、过电压。

逆变器同样需要配置必要的过电压、过电流、过电频保护，同时额外增加防孤岛效应保护以及低电压穿越和有功功率控制功能。过电频保护可集成在母线侧，但是两种方案孰优孰劣尚有争议。

3、二次系统电源

汇流箱、环境监测、通信等系统功能都依赖外部电源，逆变器可由光伏系统供电。选择在线不间断交流电作为独立供电电源，并且设置UPS蓄电池，事故停电之后可供电2h，根据负荷需求选择合适的UPS自用电系统，通过通信接口连接到通信测控屏，上传设备信息。

4、辅助系统

光伏电站场地往往比较偏远，无人值班，所以有必要在光伏电站设置必要的视频监控系统和安全防护系统，使用摄像仪、红外探头以及电子围栏对光伏电站站内设备进行监控，记录场区侵入情况，为事后分析提供必要的监控资料。

结语

现阶段，光伏电站发电成本仍然高于传统发电形式，所以国内大规模光伏电站建设工作相对滞后，容量偏小，但是随着光伏发电技术、设备、工艺的发展和成熟，光伏发电成本将逐渐下降，发电效率逐渐提高，光伏发电将在国家电力供应中占据越来越大的份额。

参考文献

[1]陈国良，孙丽兵，王金玉.大型光伏并网电站功率预测系统设计[J].电力与能源，2014（01）.

[2]方廷，郝毅，田俊文，刘峰.大型并网光伏电站二次系统设计及新方法应用[J].可再生能源，2014（06）.

[3]朱守让，王伟，汤海宁，陈斌，张滔.大型光伏电站巨量控制点操作模式设计与应用[J].电力系统自动化，2014（14）.

[4]张斌.大型太阳能光伏电站并网逆变系统研究[D].山东大学，2013.

[5]刘莉敏，曹志峰，许洪华.50kW_p并网光伏示范电站系统设计及运行数据分析[J].太阳能学报，2012（02）.

光伏并网系统研究 篇4

关键词：Z源逆变器,并网

1、引言

世界性能源紧张和环境污染加剧,迫使人们更加努力的寻找和开发新能源。在寻找和开发新能源的过程中,人们很自然的把目光投向了各种可再生的替代能源。

我国正处在经济转轨和蓬勃发展期,能源问题将更加突出,而太阳能具有储量大、普遍存在、利用经济、清洁环保等优点,因此太阳能的利用越来越受到人们的广泛重视,而太阳能光伏利用的主要形式将是并网发电系统。所以说太阳能并网发电代表了太阳能电源的发展方向,是21世纪最具吸引力的能源利用技术。

并网发电系统具有以下优点[1]:

清洁、干净、污染小,符合经济社会可持续发展战略;所发电能馈入电网,以电网为储能装置,省掉蓄电池,降低发电成本;光伏电池组件与建筑物完美结合,降低成本,提高建筑物科技含量、增加“卖点”;有利于改善电力系统的负荷平衡,降低线路损耗;可起调峰作用。

2、本课题拟采取的研究方案

2.1 Z源逆变器的概述

传统电压源型逆变器和电流源型逆变器存在以下共同的缺陷:不能让开关状态短路和开路;不能满足输出电压可升、降,输出电压范围受到限制;谐波大,可靠性差,输出电压有死区。

本文采用的是一种新型Z源逆变器,见图1 Z源型变换器拓扑结构。

Z源变换器[2]是美国密西根州立大学的彭方正教授于2002年首次提出来,相比于传统的电压源型逆变器和电流源型逆变器,Z源逆变器有着更为优秀的性能表现,它是一种基于Z源储能网络的变换拓扑,由独特的阻抗网络(电路)组成,这样使得Z源型逆变器在直流储能中具有二阶特性,克服了常规型逆变器的不足。由于其灵活性极大,可以将任何形式的电源耦合到任何形式的主变换电路,向任何形式的负载供电,有很大的灵活性。

2.2 本系统的初步设计方案

初步设计方案[3][4],见图2系统的设计框图,在本系统中将太阳能电池板输出的直流电,通过Z源变换器转换为交流电,在经过滤波后得到220V,50HZ正弦交流电并到电网上。其中Z源变换器是变压部分,逆变器采用全桥逆变器,控制电路[3]的核心芯片采用TMS320F2407,保证并网逆变器输出的电流与电网相电压同频同相。

太阳电池阵列的开路电压和短路电流在很大程度上受日照强度和温度的影响,系统工作点也会因此飘忽不定,这必然导致系统效率的降低。为此,本系统采用了最大功率点跟踪(MPPT)控制对跟随太阳能电池阵列表面温度变化和太阳辐射度变化而产生出的输出电压与电流的变化进行跟踪控制,使阵列经常保持在最大输出的工作状态,以获得最大的功率输出。而电网电压的检测通过电压传感器实现;电感电流通过电流传感器得到。电压传感器的输出的电网信号经过同步检测电路后输出相位和频率与电网电压相同的方波信号,最终利用DSP捕捉单元来实现简单锁相,系统保证并网逆变器输出的正弦电流与电网的相电压同频同相。

对输入电压实行闭环控制,由于太阳能光照强度温度等不同,对于这类直流电源,会有电压波动情况,这将影响Z源电容上的电压质量。因此,为保证输出电压的质量,对其进行跟踪控制,其控制输出作为Z源逆变器需要的直通零矢量调制信号,调节直通零矢量占空比D。

如果电容上的电压过低,则无法满足系统逆变的要求;过高会损坏功率管,所以也要对其电压采用闭环控制,使其电压稳定在合理的给定值,为了稳定Z源电容电压从而保证整个逆变器的可靠运行,必须采用闭环控制,其控制输出为交流环的幅值指令。

由于对电流环来说,电网电压的波动就是一个扰动量,为了抑制电网电压突变时对电感电流的影响,引入电网电压前馈控制策略。

常用的P W M控制[5]方法有:S P W M(正弦脉宽调制)、SVPWM(空间矢量脉宽调制)。

SPWM脉宽信号是利用正弦波的信号波对三角波进行调制,具体实现就是通过正弦波与三角波交截产生一系列的脉冲信号,而此能量等效于正弦波所包的能量,此信号经过放大后来驱动功率管的开通关断,然后经过滤波后在输出端得到正弦波的过程。但这种方法在逆变控制中直流电压利用率不是很高,开关器件的开合次数较多。

S V P W M控制技术以三相波形整体生成效果为前提,以逼近三相旋转磁场轨迹为目的,用逆变器不同的开关模式所产生的实际磁通去逼近基准磁通,由它们的比较结果决定逆变器的开关,形成P W M波形。S V P W M是一种优化的P W M方法。S V P W M是一种得到广泛研究的P W M技术,相对于S V W M控制技术是一种优化的P W M控制技术。

和传统的S P W M相比,S V P W M具有如下优点:直流利用率高;谐波少;控制简单,易于数字实现等。

研究证明S V P W M技术在直流电压利用率方面较常规SPWM提高15.47%,而且在关频率不高的情况下能输出较好质量的,本文采用了空间矢量调制方式(SVPWM)。

2.3 最大功率跟踪实现方案的确定[6]

本文采用扰动观察法,方法是先扰动输出电压值UPV+ΔU,再测量其功率变化,与扰动之前功率值相比,若功率值增加,则表示方向正确,可朝同一方向扰动ΔU;若扰动后的功率值小于扰动前,则往相反方向扰动ΔU。通过不断扰动使阵列工作于最大功率点附近。特点:扰动观察法控制算法简单,容易实现,对传感器精度要求不高,但响应速度较慢,适用于日照强度变化缓慢的场合。见图3扰动观察法流程图。

3、光伏并网控制

光伏并网控制目标是控制并网逆变器的输出电流为始终保持与电网电压频率相位同步的高质量正弦波,并且尽可能地减小输出电流的谐波,提高逆变器输出电压的稳态性能和动态性能。稳态性能指输出电压的稳负载能力,而动态性能指输出电压在负载突变时动态响应水平。

参考文献

[1]张耀明.中国太阳能光伏发电产业的现状与前景[J].新能源与新料,2007

[2]Peng Fang Zheng.Z-Source Inverter[J].IEEETrans.On Industry Application,March/April2003

[3]刘和平等.TMS320LF2407DSP结构、原理及应用[M].北京:北京航空航天大学出版社.2002.

[4]袁晓,赵敏荣,胡希杰,吕玉龙.太阳能光伏发电并网技术的应用[J].上海电力,2006

[5]张兴,季建强,余勇,等.电流型PWM整流器低电压应力空间矢量PWM(SVPWM)研究[J].中国电机工程学报2004

光伏电站系统工程师要求 篇5

语言要求：英语

学历：本科

职位职能:总工程师/副总工程师

职位描述:

职责描述：

1、制定太阳能光伏工程项目规划；负责太阳能项目开发、工程建设、生产运作技术管理工作；

2、全面了解并参与组织关键技术的评估论证，确定项目流程，有预见性的提出建议、意见；

3、参见项目科研、立项、工艺技术、基础详细设计、分标方案、技术招标条件、设备招标条件；

4、工程招标条件、施工组织设计审查；审核项目公司上报的技术文件；

5、控制研发、在建项目技术风险；了解工程进度、质量、安全情况；

6、参与工程阶段验收和质量评定，参与重大工程技术问题讨论及重大事故调查及处理；

7、应项目公司要求，为项目公司提供技术支持和服务。

基本任职资格：

1、本科及以上学历，太阳能光伏发电相关专业，具备高级工程师职称，有设计院及海外电站工作经验者优先；

2、5年以上太阳能行业工作经历，3年以上同等岗位工作经验；

3、具有丰富的太阳能工程相关技术知识和项目实施技术管理经验；

4、熟悉电力规范及电力系统控制，熟练运用电力系统相关软件；

5、熟悉电力变换、输送、分配、控制的理论；

光伏发电接入系统技术要求报告 篇6

关键词：光伏发电；承载力；隔离开关；断路器

在原有建筑物上安装太阳能发电系统其主要影响分为建筑结构影响和电气影响，现分析规定如下：

一、对建筑结构影响的分析及技术要求：

光伏系统需在屋顶新增的主要设备为：光伏组件、支架和水泥墩（压块）。这些光伏组件、支架及水泥墩（压块）靠自重固定在屋面，这需要对屋面的承载力进行测算，防止增加设备重量超过屋面原有的承载负荷；

（1）技术要求：查找原有设计图纸，了解图纸原设计的楼面负荷承载，计算所有设备的总重量及分布区域所占用面积，从而计算负荷，进行分析，看是否会超出原有设计负荷，必要时早原有设计部门出具相应承载力核算书，以确定安装的安全性依据。

（2）且施工应不破坏屋面原有的结构和防水功能；

技术要求：施工时不破坏屋面防水层，如确需破坏需做好技术方案，并在恢复时恢复面应大于破坏面，并使新的防水面大于破坏面并于原有破坏面有交集。

（3）另外不同地区屋面受气候条件影响，加上太阳能电板面积大，受风面大，在施工时还应考虑对风的受力情况。

技术要求：应计算受风面面积，根据当地可能产生最大风力12等级计算受力情况，采取不同方法减少受力面，在太阳能板拼接时也需考虑受力情况，采取不同加固措施，防止不同受力产生移位和变形。正常是在纵向和横向加装加强杆，将太阳能板分块设置，减少受力面积，墩座要求在樓面承载力允许情况下增加重量配比，必要时设置挡风墙。太阳能板安装必须采用专门的拼接、压接件，并连接可靠，并检验每个螺丝紧固件是否紧固到位，没有松动。

二、对电气安全影响的分析及技术要求

由于发电系统和现有电网并网运行，考虑到各种安全要求及紧急情况下便于维修和系统维护，应增加以下技术措施：

技术要求：

（1）直流侧增加直流隔离开关。

（2）交流侧增加断路器。

（3）室外裸露电缆采用抗UV和阻燃电缆的光伏专用双层电缆，且需耐老化、耐腐蚀等。

a.室内外主要电缆走线全部采用桥架或管线，保证安全性。

b.室外，光伏组件边框及支架采用扁钢与建筑物原有的防雷网连接在一起。

c.光伏并网逆变、配电部分的外壳与原有的电气安全接地线连接在一起，并且保证连接电阻小于4Ω。

d.同时在配电部分增加防雷模块，保证防雷功能安全可靠。

e.新增光伏系统的最大功率小于配电变压器容量的25%，减少对现有的内部配电网络，以及外部电网的影响。

f.室内电器设备应可靠接地。

三、安装、调试及并网要求

系统是否能可靠运行，加上屋顶上风吹日晒，粉尘大等特点，需要相应技术要求：

（1）设备的安装位置应合理规划，便于今后的维护和操作；并经专业人员进行设计，并严格按照设计图纸进行安装。

（2）所有安装设备均需满足建筑结构及电气的安全性要求；并不能破坏原有房屋的设计要求和功能，并产生新的隐患点。

（3）安装固定件、紧固件、支架、加固件要采用镀锌等防腐防锈处理；新做的接地和防雷系统也要做好防锈处理。

（4）安装、调试期间严禁并入现有电网；并需在专业人员指导下进行安装；

安装人员安装过程中应注意防止触电。

（5）电缆引入到室内，必须进行表要的封堵及防水处理，以免雨水沿电缆渗漏道室内。

（6）系统安装前应报供电部门审批和许可，调试完毕后需报请供电单位进行验收，验收合格并签字后，在设备运行正常后，且需在专业技术人员和配网设备管理人员的监督下方可并入电网，并同时观察一段时间，如有问题及时应迅速将并入电网的设备脱离电网，终止光伏系统设备运行，待查明原因，并处理解决后方可再次并网接入。

参考文献：

[1]朱晓荣，张慧慧.光伏直流微网协调直流电压控制策略的研究[J].现代电力，2014，31（5）：21-26.

微型光伏发电监控系统的设计与实现 篇7

关键词：太阳能,微光伏发电系统,微逆变器

0 引言

世界常规能源供应短缺危机日益严重, 化石能源的大量开发利用已成为造成自然环境污染和人类生存环境恶化的主要原因之一, 寻找新兴能源已成为世界热点问题。在各种新能源中, 太阳能光伏发电具有无污染、可持续、总量大、分布广、应用形式多样等优点, 受到世界各国的高度重视[1]。根据光伏发电系统的容量, 其又分为大型发电和小型发电系统。本文基于小型发电系统, 讲解了分布式小型发电系统的上位管理系统的设计与实现, 采集的数据为光伏电池板的性能分析及故障检测提供基础数据。

1 系统架构

一个微型光伏发电系统一般由光伏发电池板、微逆变器、网关等组成, 如图1所示。

管理人员能够通过网关监控该小型光伏发电系统。每块太阳能板提取的直流电压大约在29伏~60伏之间, 发电功率最大也就是200瓦左右, 因此该系统的每块太阳能板的发电量都比较小, 如果存在多个该类型的发电系统, 并且在地里位置上是分布式的, 就需要通过将这些小型发电系统关联起来。该管理系统如图2所示, 所用的小型发电系统通过网关连接到管理系统, 管理系统通过对网关数据采集, 将这些数据存储到本地数据库中, 以便实现实时管理功能。该系统采用B/S结构, 分为数据采集、数据库和Web/Server三个部分[2]。数据采集主要是通过网线接口采集各个微型发电系统的实时数据, 并将该数据存入数据库[3]中, Web/Server主要是给管理员提供系统管理服务, 管理员可以通过网络连接到该服务器就可以对系统进行监控和管理。实验中采用美凯公司的N270微逆变器[4]以及该公司的通讯网关[5]。该微逆变器通过电力线将系统实时信息传送到网关, 而管理系统可以通过网线访问该网关, 可以采集整个系统中的系统信息, 并存入本地数据库中。

2 关键技术

该管理系统主要采用JSP/Server+My SQL的结构, 其主要功能如下。

2.1 数据采集

数据采集实现将网关的数据自动采集, 并存储到数据库中。而网关对外的接口为网口, 可通过Web的方式访问。因此数据采集需要完成两个功能, 一个是隔一段时间自动采集, 另一个是对收到的HTML页面进行分析, 提取出所需要的数据。

(1) 自动采集主要是在后台运行一个定时器, 每隔一段时间自动运行。

其具体实现结构如下:

构造函数主要完成创建一个Timer实例。

(2) 数据采集与数据提取

为了实现数据采集, 首先要和网关实现连接。采用Java Socket编程, 主要包括以下步骤:

建立Socket连接后, 就可以通过端口给网关发送命令。由于网关登录时需要认证, 可采用浏览器访问网关的同时使用Ethereal软件抓包, 可得到不同类别的消息包。再使用Socket发送相同的消息, 就可以和网关进行正确通信了。

2.2 数据库设计

数据库中主要有用户表、事件表、发电信息表等。用户表主要是用于系统管理员表, 分为超级用户和普通用户;事件表主要是用来存储微型发电系统中各系统的运行情况, 比如启动时间、告警等等发事件;发电信息表主要存储系统中每个太阳能板的发电实时信息, 包括功率、每分钟的发电量等。

2.3 Web/Servlet设计与实现

对于Servlet实现了一个helper类, 用于业务处理和网页的转发。

在jiexie Servlet类中实现了以下方法:

其中sh为Server Help实例, 该类主要完成业务处理过程, 其get Page () 方法定义如下:

该方法首先对Http ServletRequest的Servlet Path进行判断, 该Servlet在web.xml文件中定义, 对于同一个Serlvet实体, 可以定义不同的Servlet Path, 并给不同的类型的功能模块使用。另外, 对于同一个功能实体里面不同功能, 可以使用请求传递参数order Type的不同值来区分。

2.4 统计图表

为了实现较好的体现统计的结果, 本系统采用了折线图来显示。为了实现该功能, 采用了JFree Chart组件。使用该组件需要将对应的jar文件加入环境变量中, 并配置web.xml文件。

Servlet Help中构建了调用了Chart Util类中的public static JFree Chart create Chart () 方法, 该方法主要是从数据库中读出统计信息, 构建并返回JFree Chart实例, 再使用JFree Chart组件中的Servlet Utilities.save Chart As PNG () 将JFree Chart实例转化为图片, 供页面调用使用。统计信息折线图可以按照分钟、小时、日、月来统计。统计结果如图3所示。

3 结束语

通过平台的实验测试, 结果表明该管理监控系统能够较好的监测微逆变光伏发电系统的每块太阳能板发电量和运行状况, 能够根据管理要求自动采集数据, 分析数据, 并将各个为逆变器的相关数据存放到本地数据库, 便于管理员进行查看和管理。通过一段时间的运行, 该系统性能稳定, 具有较好的实用和推广价值。

参考文献

[1]2013年光伏行业前景分析[EB/OL].http://www.chinabgao.com/k/guangfu/forecast.html, 2014-09-06.

[2]Marty Hall, Larry Brown, Yaakov Chalkin.Servlet与JSP核心编程[M].2版.北京:清华大学出版社, 2009.

[3]Schwartz B, Zaitsev P, Tkachenko V.高性能MySQL[M].3版.宁海元, 等译, 北京:电子工业出版社, 2013.

[4]MKPV-N200[EB/OL].[2012-04-25].http://www.meikaicn.com/ProductShow.asp?ID=236.

光伏监控系统 篇8

随着光伏发电技术的日益成熟, 大型兆瓦级并网光伏电站在国内大量的建设。大型并网光伏电站一般采用分块发电、多支路并网的技术方案, 系统分成若干个光伏并网发电单元, 每一个光伏发电单元分别经过逆变升压后经高压配电装置汇集, 然后并入电网。光伏电站占地面积大, 发电设备分散布置, 多级并联等特点, 使光伏电站的计算机监控系统与常规电站具有较大的区别。本文以一个常见的20MW容量35k V高压并网的光伏电站为例, 对光伏电站的计算机监控系统配置做以探讨。

1 计算机监控系统网络结构

根据光伏发电的特点, 计算机监控系统采用开放式分层分布系统, 系统按照三层结构设计, 由三层控制设备和两层网络设备组成, 三层控制设备包括:现地层设备、控制层设备和场站层设备, 网络层包括场站层网络和现地层网络。站控层设备需按变电站远景规模配置, 控制层和现地层设备按本期实际建设规模配置。场站层和控制层设备布置在电站主控制楼内的计算机室及主控制室内, 现地层设备分散布置在光伏电站各发电子方阵中[1]。

计算机监控系统网路包括场站层网络和现地层

网络, 场站层网络为星形网络结构, 而现地层网络可采用环形和星形两种网络结构。

20MW光伏电站光伏区一般设置20个1MW光伏发电子方阵, 每个发电子方阵配置现地数据采集装置1台, 环形网络结构为每10个发电子方针组成1个光纤以太环网, 共形成2个光纤以太环网, 光纤环网接入环网交换机, 如图1所示环形网络的安全性较高。星形网络结构为20个1MW光伏发电子方阵的数据采集柜采用星形结构接入光纤交换机, 如图2所示。星形网络结构的优点是结构简单, 但安全性较低。

现地层每个光伏发电方阵内配置数据采集装置1台, 采集一个方阵内所有汇流箱、逆变器和升压变压器测控装置的数据, 其网络结构如3所示, 数据采集装置通过RS485总线通讯方式, 每一路RS485输入可接入多个同类设备。

2 计算机监控系统配置

2.1 场站层设备配置

计算机监控系统场站层设备的配置与常规变电站配置基本相同, 其主要功能是接收控制层设备的所有上送数据, 供运行人员监视, 并与调度系统通讯。但并网光伏电站需配置光功率预测系统和功率控制系统。

场站层设备主要包括主机、操作员工作站、远动工作站等。主机双机冗余配置, 监控主机用作站控层数据收集、处理。操作员站是站内监控系统的主要人机界面, 用于图形及报表显示、事件记录及报警状态显示和查询, 设备状态和参数的查询, 操作指导, 操作控制命令的解释和下达。

2.2 控制层设备配置

控制层设备的主要功能是:接收现地层设备的采集数据, 整理后根据需要上送至场站层;同时接收场站层的控制指令, 并下发指令至现地层设备。实现发电单元的实时数据库功能。

控制层设备主要包括:控制层接入交换机、通讯管理机, 继电保护和安全自动装置及其他智能装置。环形网络和星形网络配置的区别在于控制层接入交换机, 环形网络每个环网需配置1台光口环网交换机, 星形网络配置1台满足要求的光口交换机。

2.3 现地层设备配置

现地层每个光伏发电方阵中设置通讯柜1面, 可布置在逆变器室内, 柜内配置数据采集装置1台, 交换机、光电转换装置等。

汇流箱内设置监控装置采集直流断路器及熔断器状态、各路电流、电压等信号, 对太阳电池组串工作状态及直流线路状态及线损进行监控和管理。

逆变器就地监控装置可监控逆变器直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、交流电流、逆变器机内温度、频率、功率因数、当前发电功率、日发电量、累计发电量、累计CO2减排量、每天发电功率曲线图、逆变器的运行状态和故障信息等。其故障信息至少应包括电网电压过高、电网电压过低、电网频率过高、电网频率过低、直流电压过高、直流电压过低、逆变器过载、逆变器过热、逆变器短路、散热器过热、逆变器孤岛、DSP故障、通讯失败[2]。

箱式变电站内设测控装置, 可测量箱变高低压侧电流、电压、箱变温度, 监控箱变内高压侧熔断器动作信号、低压侧自动开关动作信号、变压器瓦斯等非电量信号。

3 结束语

本文讨论了大型并网光伏电站计算机监控系统的网络结构和系统配置, 可为光伏电站计算机监控系统的设计和设备配置作参考。在计算机和通讯技术快速发展的今天, 集成化水平越来越高, 光伏电站计算机监控系统的装置也在不断更新换代, 但因光伏发电的特点, 其网络结构不会有大的变化。

参考文献

[1]黄海宏, 朱晶晶, 梁平.通用型光伏电站监控系统的研制[J].电气自动化, 2010 (5) :30-33.

CQC独立光伏系统认证 篇9

太阳能光伏产业是国家发展新能源的战略性选择, 为了促进光伏产业的健康发展, 2009年7月, 财政部、科技部、国家能源局联合印发了《关于实施金太阳示范工程的通知》。中国质量认证中心 (CQC) 作为独立的第三方认证机构及时提出了光伏产品相关认证业务, 获得CQC认证的光伏产品可以加贴CQC金太阳认证标志, 并被国家“金太阳工程”及国家光伏电站特许权招标等大型光伏电站项目所采信, 可申请国家金太阳工程补贴, 亦可作为其它工程招标中的认证依据。

2 CQC独立光伏系统认证流程

认证模式:型式试验+工厂检查+证后监督

具体认证流程见下图:

以下是流程说明:

提出申请:CQC光伏认证的申请是网上申请, 申请的时候企业需要在网上填写申请, 提交产品信息表, 根据产品参数制定测试方案。

型式试验阶段:为了避免不合格品的报废损失, CQC光伏认证的型式试验的一般是在设计定型阶段进行的, 试验不合格可以整改, 直到合格, 实验室出具型式试验报告。

工厂检查阶段:工厂检查时, 工厂检查员通过在工厂现场收集证据, 以便判断工厂的质量控制是否满足CQC工厂质量保证能力要求。工厂检查的方法包括查阅文件、质量记录、实时控制情况、关键部件一致性核对和现场目击测试。

评定发证:CQC认证机构在持有有效检测报告 (或确认表) 和查厂报告的情况下, 进行评定工作并颁发证书。

证后监督:对获证企业每年需要进行年度监督 (含产品抽样检查) , 以确认企业能持续有效的生产出合格品 (最关注的是产品的一致性) , 一般情况下, 监督在企业在进行完初始工厂检查结束后12个月内进行。

从以上认证的程序可以看出, 通过认证, 可以帮助企业从各个环节 (产品设计定型、关键零部件采购、最终产品检验等) 控制和提高产品质量。

3 认证产品适用范围、检测标准、试验项目和要求

独立光伏系统的认证适用的产品:独立光伏发电系统, 包括一个或多个光伏组件, 支撑结构, 蓄电池, 充电控制器和典型直流负载。带有专用逆变器的交流负载也可看做直流负载。

依据标准:IEC 62124《独立光伏系统-设计验证》;

独立光伏系统中的主要部件也应按相应标准进行全部或部分性能的检测, 持有有效证书的情况, 可以减免试验。具体如下表:

试验项目和要求, 独立光伏系统应按照IEC 62124-2004《独立光伏系统-设计验证》进行所有项目的检验, 对光伏组件、蓄电池、直-交流逆变器等部件按照其相应的标准进行部分或全部项目的检测, 如果以上部件已经获得相应标准的CQC标志认证或CQC认定有效的认证, 则可以免去有关检测项目。

4 独立光伏系统认证单元划分和送样要求

4.1 单元划分

独立光伏系统的单元划分是将电气参数包括太阳能组件的类型、标称功率、额定电压;蓄电池类型、额定容量、额定电压;光伏控制器的类型、额定电压、额定电流、控制门限;逆变器的类型、额定容量、额定输入电压、额定输出电压全都相同的的产品划分为一个产品单元;如果只有部分部件相同的, 应按照不同的申请单元申请认证, 但是可以只进行必要的补充试验和差异试验;同一制造商、同一产品型号、规格的光伏系统, 不同生产场地生产的产品也应作为不同单元申请。

4.2 送样要求

光伏系统的每个申请单元应至少提交两套系统样品和相关部件, 其中第二套系统样品为备用样品, 当第一套样品试验不合格时, 使用第二套样品进行追加试验。

5 独立光伏系统认证证书及标志

独立光伏产品认证证书有效期为4年, 证书的有效性通过定期监督完成;证书有效期满前6个月提交复审申请, 进行型式试验和全要素工厂检查。

认证允许使用的标志为CQC金太阳认证标志, 见下图:

持证企业应在产品本体明显位置、铭牌或说明书、包装上加施认证标志, 不允许使用变形标志。

摘要：本文主要是浅谈了中国质量认证中心 (CQC) 独立光伏系统的认证, 包括光伏认证推出的背景的概述, 认证模式、认证基本流程及流程各个阶段的简单说明、认证产品适用范围、检测依据的标准、试验项目和要求、认证产品的单元划分和送样要求的简单介绍、认证证书的有效期及标志要求的简单论述。

关键词：独立光伏系统认证,认证流程,检测标准,试验项目,单元划分

参考文献

[1]康巍, 王克勤.独立光伏系统认证规则.[EB/OL].http://www.cqc.com.cn/chinese/rootfil es/2011/06/30/1259287573204567-1309367184389913.pdf, 2009-09-01.

[2]俞建峰, 杨雪瑛.发展光伏产业:能源领域的重要战略[J].认证技术, 2009 (1) :22-23.

浅析如何控制独立光伏系统 篇10

环境的污染使得人们不得不面对诸多的污染问题, 近年来环保意识的不但增强使得人们开始关注环境以及能源问题, 新能源的应用以及开发不断的得到重视, 太阳能的应用是新能源开发中最为广泛的。

1 光伏系统的应用

1.1 供电保障目前针对某些地区其供电主要通过自备发电机进行提供。

显然, 自备发电机的发电成本相对较高, 无论是考虑噪音还是燃料的运输、环境的污染等问题, 自己发电的方式效率都不高。而随着新型能源的开发, 对于某些地区建设中的重点任务。而目前的新型能源应用中小型的风力发电和光伏发电应用较为广泛。而其中小型的光伏系统建设能够有效的降低燃料的运送问题, 同时还能够减少由于燃料的燃烧造成的环境污染。

1.2 独立户外站点供电。

针对系统中户外的检测点、中继站以及灯塔和独立的工作站, 由于其设置地点原理常规电网, 而电网也无法延伸到该类地区, 所以其供电问题成为了难题, 而光伏系统发电系统则能够有效的解决这类远离电玩供电户外工作站供电问题。

1.3 为今后的供电创新进行铺垫。

供电渠道以及供电方式的拓展是目前供电部门需要切实加大研究的重点。而针对某些地区供电光伏发电系统能在保障的同时, 为新的方式和方法提供思路。诸如, 在在应用中新型储备装置以及太阳能电池薄膜的应用开发, 小型的发电装置的广泛应用等。在我国, 目前一些针对小型数码设备的太阳能储电和充电装置有了一定的发展, 成为了户外数码辅助的首选。

1.4 铺垫开发其他能源。

光伏发电的应用以及开发对于其他能源的开发以及应用也能够起到极好的铺垫作用。另外, 诸如光、风互补系统的开发利用, 其他新兴能源的开发利用都有着参考作用。

2 实际应用

2.1 实际面临的应用难题

图1显示的是独立光伏发电的系统结构, 将典型的系统予以直观表现。从图中可以看出, 系统包含了DC-DC变换器、蓄电池、太阳能板、控制器以及逆变器等结构, 图中虚线部位为备选结构, 只有在系统中出现交流负载时才选用。根据设计需要, 通过变换器实现电路的变换, 同时对最大的功率点进行跟踪, 匹配适合的负载。

独立光伏发电系统目前面临以下两个问题:一是能量密度不高, 整体的利用效率较低, 前期的投资较大;二是独立发电系统的储能装置一般以铅酸蓄电池为主, 蓄电池成本占光伏电站初始设备成本的25%左右, 而对于蓄电池的充放电控制比较简单, 容易导致蓄电池提前失效, 增加了系统的运行成本。

2.2 现状分析

太阳光伏系统在发展中, 从一开始最原始的直接连接, 在不断的革新中控制系统发展为由电脑微处理器以及电能变换器共同控制, 并且随着电力电子以及未处理技术都不断的在发展中, 对于能源的利用率不断的得到提高。从国际公开的一些文献中可以看出, 其中存在的主要的问题有:第一, 蓄电池的状态以及光伏组件相互配合结构过于单一, 阶段性的常用控制策略需要进一步改进;第二, 管理蓄电池充电以及放电没有合理详细的方案设计;第三, 上述提到的功率跟踪的有效控制、充放电的控制以及相关控制器三者间没有综合性策略。基于上述三点, 目前的太阳能光伏系统并非完善的系统, 还需要相关研究对其进行进一步的改善。

3 策略的分组分析

3.1 提出分组策略

针对充电以及放电管理, 蓄电池应当保证其针对负荷能够可靠的供电, 针对该类问题能够可以分组进行管理, 使得蓄电池组中分成容量较小的多个电池组, 针对该类问题:

(1) 提高充电电流, 有效地利用太阳能阵列的能量, 减小长期的小电流放电和小电流充电对蓄电池带来的不良影响, 避免小电流放电产生大的结晶; (2) 蓄电池在大电流放电后的接收电流能力较强, 因此分组可以适当增加充电的效率; (3) 分组能够实现对于蓄电池组的维护性充电, 在光照条件和蓄电池容量允许的条件对于蓄电池进行维护性的均衡充电, 适当的过充能够避免电池电解液的分层; (4) 既能够保证白天对重要负载进行放电, 同事也能实现充电。

3.2 分析电路结构

以分两组为例, 控制的策略如下:首先预测容量, 对于容量较小的蓄电池组先充电, 同时允许另一组放电;在线判断两组容量的变化, 当两组容量相差达到30%以上时, 进行充电和放电 (或者静置) 状态的切换;结合系统的控制策略, 达到均衡充放电的目的, 同时在系统的荷电状态较低时, 应输出低荷电状态提示, 结合负载的分级限制输出电流, 分组控制电路结构如图2所示。

图2中KM1、KM2、KM3、KM4为充放电控制继电器, 电路中接入常开触点, KM3为辅助常闭触点, 电路主要是实现上面提出的控制策略, 选择电压和电流满足要求的继电器可以实现控制的要求, 控制指令。

以上的控制系统虽然能够考虑所有的工作情况, 但是控制复杂, 而简化的工作状态如图3所示。

在实际的系统中, 应该结合系统的实际设计容量和负载的要求, 具体选择合理的控制方案, 分组控制策略在实际的控制中很容易实现。在某营区光伏电站的项目设计中, 我们应用了分组充放电控制策略, 得到了很好的效果。

4 结束语

随着光伏发电的技术水平的提高, 以及应用的范围不断的加大, 使得新型能源的发展速度更加的迅速。文章主要针对光伏发电的充电管理、放电管理进行了分析, 另外对光伏发电技术的应用以及能量运行的规律予以简要的论述。

参考文献

[1]太阳光发电协会.太阳能光伏发电系统的设计与施工[M].北京:科学出版社, 2006.