分布式微网光伏发电与储能系统的设计研究

姚文胜,李 博,俞得淼,于嘉慧,刘晋浦075000) (河北建筑工程学院,河北 张家口

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[摘 要]随着工业文明的不断发展,全世界面临的最棘手的问题是能源与环境,开发利用新能源材料及相应的技术,将是解决这一问题最有效的方法。而太阳能相比常规能源而言,作为绿色环保的新能源,具有 “取之不竭,用之不尽”的特点,因此太阳能将在资源可持续发展战略中扮演重要的角色;文章首先介绍了分布式光伏发电的研究背景及意义,阐述了其基本原理,并对其各组成部分进行了设计计算说明。[关键词]分布式;光伏发电;储能系统;设计研究DOI 1013939/jcnkizgsc201706071 [] 1 研究背景及意义

能源一直是社会关注的焦点问题,因为它不仅关系到社会的发展,还会对自然环境产生巨大的影响。由于科技的不断发展,太阳能取得越来越广泛的应用;发展太阳能有着极其重要的意义;我国便于集中式发电站的发展地区主要集中在西部,但是这些地区的用电负荷低,就地消耗电能的能力较东部地区弱,如果对其他地区进行供给,需要长距离的输送。但我国的电力输送能力有限,加之光伏发电本身具有一定的波动性,这使得大规模的输送变得更加困难,为解决这种不平衡的现象,在东部经济较发达地区发展分布式光伏系统有巨大的意义。

2 分布式光伏发电系统的基本原理

分布式光伏发电作为近几年提出的“微电网”的一部分,基本原理是利用太阳能电池组的光生伏打效应,通过逆变器将电池所产生的电能直接转换成为可直接使用的交流

①电。其主体步骤为: 在太阳能电池在吸收一定能量的光子以后,半导体内产生电子空穴对,电子本身带负电,而空穴

②带正电; 电极性相反的光生载流子被太阳能电池产生的静

③电场分离开; 光生载流子和空穴分别被太阳能电池的正负极所吸收,从而在外电路中产生电流,进而形成电能;下面对系统部分进行逐个分析设计。21 逆变器的分析设计在太阳能光伏发电系统中,逆变器作为一个不可或缺的重要原件,会以消耗一定的电能来维持自身的运转,对于整个逆变器的效率而言,就是输入功率与输出功率之间的比较,在整个发电系统中,逆变器就是需要将太阳能的直流电转换成为交流电,对于太阳能电池的效率发挥着关键的作

TL494 DC-DC PWM用。驱动升压部分采用 芯片进行 升压

EG8010控制; 是一款数字化、功能比较完善自带死区控制

DC-DC-AC的纯正弦波逆变发生器芯片,可以应用于 功

SPWM率变换架构,内部集成 正弦波发生器,符合光伏发电逆变器的技术要求。22 控制器控制策略分析众所周知,光伏发电系统受到太阳的光照强度以及周围温度的影响,导致电力输出的变化很大,所以需要根据太阳能电池所能产生的电能输出功率,找到最大功率的转换效 率,即最大功率点后,就可以对太阳能进行更充分的利用。最大功率跟踪就是通过传感器监测整个电池板的输出,判断最大功率,通过调节,达到计算在最大功率输出条件下的条件。23 太阳能光伏部分设计计算通过安装地点的气象部门获取当地经纬度、太阳能资源数据和其气候数据。由于太阳光的自然特性,根据欧洲委员

EN50461—2006会发布的 标准,对太阳能电池输出功率在一定条件下将太阳能电池的输出功率定义为“太阳能电池输出功率”。在实际的工程应用中,“太阳能电池输出功率”是一个非常重要的物理量;在这部分设计中,最优化的设计方法应该是光伏组件能够在光照最恶劣的情况下满足负载需要,也就是在太阳辐射最差的条件下,也能够使蓄电池充满电。

上文已经提到,影响光伏组件发电能力的因素有很多,因此在计算分析中,光伏组件的日平均发电量可以采用公式Q=η1×η2×η3×η4×η5×wp×tp Q

计算;其中, 为日平均Wp Tp发电量, 为太阳能组件最大输出功率, 为系统所安装

η1 η2 η3 η4 η5地区峰值日照数, 、 、 、 、 分别为逆变器损耗、温度损失因子、灰尘遮蔽损耗、充放电损耗、输配电损耗。

由光伏组件构成的光伏方阵提供给系统控制器的电能可以采用公式计算。Qsum = 078×09) Wp

(对于光伏电池板往往需要串联光伏组件,来保证输出电压基本等于蓄电池浮充电压,以系统的正常运行和蓄电池的

VR VF +VD +VC Ns= =

VOC VOC最长使用寿命计算公式 计算。24 蓄电池组的设计计算分布式微网系统必须配备独立的储能系统才能保证系统的正常进行,以保证能量转化过程的顺利进行和系统对负载能量输出的稳定性,蓄电池组是系统的核心储能元件,在此设计中我们选择封闭式阀控铅酸蓄电池;蓄电池容量的合理选择对于系统稳定性具有重要意义。在计算中需要综合考虑蓄电池独立工作可放电深度、自放电率等多种因素,在光伏发电系统中,一般采用下式进行计算。

A×Q1×N1×T0 BC = BC A CC

,其中, 为蓄电池的容量, 为Q1 T0 CC引入的安全系数, 为日耗电量, 为温度系数, 为蓄

N1电池的放电深度, 为系统的自给天数。

3 光伏供电系统硬件设计

光伏供电系统主要通过光伏组件将太阳能转换为电能,由光伏组件、追光传感器、光伏阵列运动机构、连接线等构成,系统能够在用户端实现对光伏阵列对光的人工控制即对光伏阵列移动方向的人工控制,系统的自启动以及系统的急停等安全措施;在本系统需要添加的部分是对模拟光源启动和关闭的控制,对模拟光源的模拟光线改变即模拟光源运动方向的控制;光伏供电系统是由光伏控制供电单元、光伏输

PLC出监控单元、光伏阵列控制单元、光伏 单元、接线单元这五个单元所组成。

4 结论

我国对太阳能资源进行开发利用的同时,技术还在不断的摸索之中,太阳能所具有的优点是不可抹杀的。面对我国土地资源和电力负荷的不平衡,分布式光伏发电是太阳能光

P51) (上接 一定数量的经办工作人员,以免对正常工作的顺利开展造成影响,降低经办机构的工作效率。同时,经办机构还要注意人员的优化配置,并积极引进先进的管理人员,增强工作人员的工作信心,以确保工作效率和工作质量。在强化经办队伍的建设中,经办机构要通过培训、宣传教育等形式,提高员工的整体素质,并实行考核奖惩机制,充分调动经办人员的工作热情,使其积极主动的学习国家相关政策、法规,有意识地规范自身的操作,形成服务意识,打造出一支能力强、素养高、作风正的人才队伍,进而提升整个经办机构的办事效率。34 实现标准化建设经办机构要注意加强社会保险的标准化建设,以更好地满足参保人员对于社会保险服务的需求,推动保险事业的稳定发展,让社会保险经办机构的管理服务能力提升至更高的水平。当前,针对经办窗口的业务流程,已经逐渐趋向规范化、标准化,我国结合险种,还制定了相应的经办指南。然而,在城乡居民的社保体制逐渐完善下,参保人数逐渐增加,人员的流动性也增强,使得经办机构在各类险种的社会保险关系面前,出现了险种经办流程不统一的现象,异地就医的相关费用也无法实现即时结算。所以,制定出统一、规范、标准的经办管理办法,以确保各项工作的顺利开展就显得尤为迫切。此外,在社保经办资源的优化整合下,也要求经办机构制定出更加统一的经办流程,并形成新的办理模式,让社会保险制度实现全面覆盖。35 完善信息系统管理在社会保险覆盖面不断拓宽下,相关的基金数量也在增多。而经办机构要想实现高效化办公,还要充分运用先进的信息技术,完善信息管理系统的建设,在适当增人增编的同时,通过引入科技信息化的力量,来进一步提升工作人员的办事效率。由于我国的社保信息系统还没有实现统一化、标准化管理,且联网信息系统也不完善,这就为参保人员异地 伏发电技术的大规模应用的最佳方式,也是解决中国的动力和出发点;所以我们应该大力发展分布式光伏发电技术,为经济社会的飞速发展和建设“美丽中国”的奋斗目标而不懈努力。

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就医费用的结算,以及社保关系的转移工作带来了较大的困5 []扰 。基于此,社会保险经办机构就需要加强信息系统的建设,更好地推进信息化经办管理服务。在信息管理系统建设中,可从各省市范围内着手,通过统一应用经办管理信息系统,确保数据信息更加集中,并实现联网数据的全覆盖,让资源信息得以即时共享。同时,还要在全国范围内构建相关的社保管理信息系统,并建立服务网络平台,让跨地域的社保关系办理更具有连接性、高效性,以方便流动参保人员。

4 结论

当前,我国的社会保险事业得到了飞快的发展,社会保险经办机构在工作范围、工作内容、服务对象等方面也发生了较大的转变。在这种环境下,若是依旧沿用传统的经办管理服务机制,就不能满足当前社会对于规范化、标准化、信息化的管理服务要求。社保经办机构要想提高自身的管理服务能力,还需要建立健全社会保障经办管理体制,实行人员的优化配置与资源的优化整合,以提高经办机构的整体服务水平,为参保人员提供更为全面而便捷的高质量服务。 参考文献: 1  [ ]褚富菊 加强城乡居民社会养老保险经办管理服务能力建J. 2013,6(7):40-41设的思考 [] 人才资源开发, 2  [ ]谭中和社会保险全覆盖形势下的经办管理问题与对策J. 2014,5(5):23-25 (上) [] 人事天地, 3  [ ]黎英 关于提升社会保险经办窗口管理服务工作的几点思J. 2014,7(19):262-263考 [] 经营管理者, 4  [ ]《加快健全社会保障管理体制和经办服务体系》课题组J.加快健全社会保险管理体制和经办服务体系 [ ]中国社会保障, 2015,(6):34-37 5  [ ]罗利亚 城乡居民基本养老保险经办服务能力现状与对策J. 2015,6(51):77-78 [] 商,

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