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交流母线分布式光伏发电系统的网络结构

2015-11-17 16:31:50 点击:666

交流母线分布式光伏发电系统是在目前配电网结构基础上最为理想的并网光伏发电系统。交流母线分布式光伏发电系统需要解决的问题有很多,主要集中在以下几个方面:交流母线分布式光伏发电系统的网络结构、逆变器并网运行的控制、逆变器并联运行的控制和并网逆变器输出的电能质量问题等。

 

交流母线分布式光伏发电系统的网络结构有两种解决方案:一种是无直流母线的单纯交流母线方案;一种是交直流混合母线方案。除了基本结构以外,并网逆变器与交流母线的连接方式也是网络结构中需要重点关注的问题。

1.单纯交流母线方案
所谓单纯交流母线方案指的是网络结构中只有公共的交流母线,没有公共的直流母线。
单纯交流母线方案的优势在于并网单元分布于各种发电和储能单元中,容量对较小,可靠性高;其缺点是各并网单元变流器结构以及各单元间的协调控制较为复杂。

 

2.交直流混合母线方案
交直流混合母线方案指的是网络结构中既有公共的交流母线,也有公共的直流母线。具体而言,又可以分为两种网络结构。
第一种结构中,所有光伏单元的输出都经DC-DC变换,并联在公共直流母线上,再通过集中的逆变方式并人交流电网。这种方式要求各个光伏单元和储能单元具有相同的功率和电压等级。
第二种结构中,功率和电压等级相同的各个光伏元和储能单元通过公共的直流母线和集中的逆变器与交流电网相连,功率等级较高的光伏单元和储能单元直接并人交流电网。这种方式适用于大型光伏电站与常规光伏单元并存的应用场合。这种结构也适用于多能源种类的分布式发电系统,比如风力和光伏混合发电系统示。因为风电系统的功率一般大于光伏系统,因此采用这种结构更为合适。
采用交直流混合母线方式,可以实现发电系统的能量优化控制和并网控制的耦。能量优化控制部分的DC-DC变换器和并网部分的逆变器均可以采用常规的拓扑结构,设计和实现都比较容易。另外,直流母线到交流母线间的逆变器除了采用上述分布式逆变器结构外,还可以使用集中控制的大型逆变器,这种方案适用于发电单元比较集中、容量大的光伏电站。