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光伏建筑一体化分布式光伏并网逆变技术

时间:2019-09-18 17:42:31   作者:实战被动房   来源:中国建设科技网   阅读:143  
内容摘要:研究起止日期:成果水平:成果第一完成单位:项目负责人:成果主要完成人员名单:成果验收日期:2013-02-25成果体现形式:研究形式:知识产权形式:应用情况:知识产权内容:第一完成单位情况:转让意向与范围:推广形式:成果简介1技术内容1.1技术概述:太阳能开发利用的清洁性、安全性......

研究起止日期:   成果水平:  
成果第一完成单位:   项目负责人:  
成果主要完成人员名单:   成果验收日期:  2013-02-25
成果体现形式:   研究形式:  
知识产权形式:   应用情况:  
知识产权内容:  
第一完成单位情况:  
转让意向与范围:   推广形式:  
成果简介

技术内容

1技术概述:

太阳能开发利用的清洁性、安全性以及逐渐显露出的经济性等优势,已成为未来理想的替代能源。

目前,欧美、日本等国纷纷制定各种扶持政策,推行“屋顶计划”为代表的分布式光伏并网发电系统,这将成为未来光伏产业发展的主导市场。

逆变电源是光伏并网发电系统的核心部件之一,而并网逆变电源的效率低下、成本较高也成为国内光伏市场难以商业化的瓶颈之一。

本项目综合采用了移向PWM并联组合、导纳最优控制、双BOOST电路无功补偿、主动扰动及通信拓扑结构等创新技术,进一步提高逆变电源的转换效率,降低制造成本,填补了我国高效率、系列化、大容量光伏并网逆变电源的空白,并可降低并网电站综合成本约20%

项目的实施,将推动国内光伏逆变行业自主创新的技术水平,打破国外产品的垄断局面;项目技术的推广,将为我国实施太阳能商业应用提供有力的技术保障,有效拉动国内光伏市场的需求,降低我国光伏产业对国际市场的依赖;另外,本项目的实施,将进一步完善我省光伏产业链,更好的服务于光伏电池、光伏组件等目前江苏的优势产业,有助于推动我省打造成全国乃至全世界重要的光伏生产和研究基地的实现。

1.2 技术主要内容

分布式高效低成本光伏并网逆变技术,是光伏并网发电系统的关键技术设备,主要包括以下内容:

1)采用移相PWM并联组合技术,通过功率驱动主电路单元并联,实现了系统结构模块化,在满足大功率并网发电需要的同时,降低了安装维护成本。

2)采取导纳最优法实现了稳定、精准的MPPT跟踪,最大限度地利用太阳能。

3)采取有效的反孤岛保护技术,孤岛检测更及时可靠。

4)采用加入零矢量的无差拍电流控制算法,在快速跟踪电流的同时,降低了功率管应力,实现了网侧电能的高性能控制。

5)采用移相全桥电路结构和交替型Boost功率因数校正电路,功率因数提高到0.9999,降低器件损耗,保证有功输出。

6)采用基于控制器局域网(CAN)和无线通讯相结合的集中管理系统,实现了系统的四遥与远程监控。

7)输入电压宽,达到150---900VDC,可适应单晶硅、多晶硅、薄膜电池等各种光伏电站。

1.3 关键技术及主要性能指标

1.3.1 关键技术:

1)基于移相PWM控制策略的功率组合技术;

2)基于导纳最优法的MPPT系统;

3)反孤岛保护技术;

4)加入零矢量的无差拍电流控制算法。

5)交替型Boost功率因数校正电路

1.3.2 主要性能指标:

1欧洲效率:≥96%

2功率因数:≥0.99(接近1);

3对电网不产生干扰,电流总谐波≤2.5%

4太阳能电池最大功率跟踪(MPPT)的控制精度在≥95%

5)具有可靠并网保护功能:交流欠过压保护、交流欠过频保护、孤岛保护、直流输入欠过压保护、模块过热保护、直流输入防雷设计。

2使用范围与应用条件

以光伏建筑一体化(BIPV)为核心的光伏屋顶并网发电系统占据了目前光伏市场的主导份额,把太阳能同建筑融为一体,将房屋发展成具有光伏发电功能,自我循环式的新型建筑,是人类进步和社会、科学技术发展的必然。目标产品是分布式高效低成本光伏并网逆变电源,是用于并网光伏发电系统的逆变电源,具有功率组合方便、电压适应范围宽、无谐波以及高性能、高效率、高可靠性等特点,尤其适用于分散式光伏并网发电系统,填补了我国高效率、系列化、大容量光伏并网逆变电源的空白。

2.2技术发展

光伏建筑一体化的技术支撑体系正在逐渐完善。建设部已启动了“十一五”国家科技支撑计划“可再生能源与建筑集成示范工程”课题项目,开始编制《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》,国家“863计划课题“和景观、建筑结合的“建筑节MW级并网光伏电站及关键设备研制”, 都是针对光伏建筑、建筑集成技术的产业化提供应用标准。

太阳光伏产品与建筑的完美结合最终要靠光伏建筑构造技术来实现。因此,为了满足不断出现的、品种繁多的光伏组件、构件安装需求,光伏并网逆变技术以及标准化配件的种类都将会愈来愈丰富、愈来愈成熟,最终随着光伏建筑成为建筑的一大门类。

3经济与社会效益分析

3.1经济效益分析

该技术在实施期限内(200812-201112月),累计实现销售收入25000万元,净利润2800万元,缴税总额3082万元,替代进口1000万美元.

3.2 社会效益分析

1)保障国家能源安全。我国能源紧缺,对外依赖度提高,供需矛盾尖锐。目前中国已成为仅次于美国的第二大石油消费国,而煤炭消耗量占全球总量的40%,能源的紧张已威胁到国家的稳定和安全。

项目的实施,将带动国内整个光伏产业的发展,通过大规模推广光伏并网发电系统,从而有效调整能源结构,缓解日益严峻的供需矛盾,减轻我国对于一次能源的依赖,保障国家能源供应安全。

2)促进节能减排,环保效益明显。传统能源的大量使用,造成环境污染和温室效应,已经严重威胁人类的可持续发展。太阳能是可再生的绿色能源,根据欧洲光伏工业协会的估计,每发一万度电可替代4吨标准煤,可大幅降低二氧化碳,二氧化硫,氮氧化物和烟尘的排放。本项目的实施,将有效保护环境,促进人类的健康发展。

3)调整优化电力资源,对大电网进行补充与完善。当前经济建设对电能的需求越来越大,而电力资源分布和负荷发展极不平衡,在大型电厂和电网建设的趋势有增无减之时,电网的急速膨胀对供电安全与稳定性带来很大威胁。


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