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一、光伏產業發展的必要性
1.化石能源、核能
集中式的大型發電站都存在一個問題,從發電廠將電能輸送給用戶的過程將會產生輸電損耗,一般會超過電廠輸出發電量的10%。我國目前的能源結構采用火力發電和核能,這種大型發電廠都造成極大的浪費。
(1)化石能源
對于資源缺乏的國家和地區,需要從資源豐富的國家進口煤炭、石油,在運輸的過程中將會增加成本,同時也將本國的命脈握在了別人手中。化石燃料在使用過程中還會產生大量二氧化碳、粉塵、硫化物等,特別是煤炭,雖然煤炭相比于石油、天然氣儲量最多,價格野相對便宜,但對環境造成的污染也是最大的。隨著大家對生態環境的重視以及煤、石油、天然氣的有限性,化石能源的使用會收到限制。雖然目前也采取“煤炭氣化”提高燃燒值,“碳捕捉和封存”來降低燃燒過程產生的二氧化碳,但無疑這樣的做法也會增加發電成本。
(2)核能
核電站建設周期長,資金投入高,核廢料的產生不但增加處理成本還會給環境帶來潛在的危險。核電站廢棄以后還需要大筆的資金處理核電站,所需要的資金接近核電站的建設費用。在提煉核能反應堆原料的過程中,也需要大量的傳統能源,也就是說核能發電也會產生二氧化碳,并不是不產生任何二氧化碳。另外,核發電的主要原料鈾的儲量約為475萬噸,目前每年消耗約7萬噸[1],也就是說按照目前的消耗速度,核能還能維持不到70年的時間。
2.其他可再生能源
風能與太陽能一樣,存在發電量不可控、不穩定的缺點,另外風力發電機主要以大型為主,除了太陽能-風能路燈外,城市也不太可能建設大型的風力電機。
生物質能的利用主要通過生物質發電,乙醇燃料以及生物柴油[2]。生物質發電主要原料為農作物秸稈及農林廢棄物,收集困難,產業化技術水平不高。乙醇燃料主要原料為糧食,就目前我國現狀將糧食大量生產乙醇燃料不太現實。生物柴油原料為動物或植物油脂,加工技術還有待進步,另外含油作物種植也面臨占用土地的矛盾。
水力發電也是清潔的可再生能源,2014年我國水電發電量占全國總發電量的19.2%。目前,我國水電開發容量已達到技術可開發量的52%左右,發電量占到技術可能量的40%左右。水力發電修建大壩會對整個生態環境造成破壞,而且水力發電儲量也不能完成滿足經濟發展需要。
因此,綜合對比各種能源,未來的能源主要是可再生能源,而太陽能儲量大、分布廣泛,是未來必不可少的一種能源形式。
二、未來光伏產業的發展方式
1.分布式光伏電站將成為主要形式
著名的電器工程學家愛迪生就預言:未來的發電是分散式的,雖然光伏產業發展之初,大多數的光伏科學家也將發展的重心放在大型光伏電站及聚光式光伏電站。上世紀德國提出的“千家光伏屋頂”以及后來的“十萬家光伏屋頂”,美國的“百萬屋頂”計劃,特別是日本的“陽光”計劃,在2008年日本個人住房光伏發電量占日本總裝機容量的80%以上,成為日本光伏發電的主體。光伏系統由于其獨特性可以建設任意大小的發電站,那么未來更多的就是建設中小型的分布式光伏電站,也就是將光伏電站與建筑有機的結合在一起。這樣的結合,不另外占用土地面積,維護方便,當地發電當地使用沒有輸電損耗,可以將光伏組件部分替代建筑材料節省成本,同時光伏系統覆蓋在建筑表面還能起到保溫隔熱的作用降低建筑能耗。
2.行業、企業標準將進一步完善
建立完善且與產業發展適應的光伏產業標準體系是光伏產業健康發展的必要條件,包括光伏產業基礎通用標準、光伏制造設備、光伏材料、光伏電池和組件、光伏電源并網電能質量等多方面。我國目前也陸續出臺了相應的標準,但與國際相比還不完善,另外還需要根據我國的具體情況做一些相應的調整,以適合我國光伏產業的發展。
3.光伏電池將趨于多樣化
既然未來主要發展方向為分布式的光伏電站,特別是與建筑結合在一起,為了滿足發電及建材的雙重要求,必然對光伏系統提出多樣化的需求,包括太陽電池原材料多樣化、形狀多樣化、顏色多樣化以滿足人們對于美觀、安裝維護方便等方面的要求。
三、我國光伏產業未來發展需要注意的幾點問題
1.人才的培養
我國光伏產業的發展比較晚,在2002年之前除了一些特殊領域,光伏還沒有作為大規模應用的電源,到2002年底全國裝機容量累積只有6兆瓦,因此更加沒有系統的人才培養方案。光伏產業大規模發展需要大量的專業人才,包括改進生產工藝、改進太陽電池結構提高發電效率、尋找替代原材料、系統設計安裝、系統維護都需要專業人才。同時由于各企業產品質量良莠不齊,需要專業的質量檢測人員對產品進行檢測,讓消費者能夠買到合格的產品。
2.加大對相關知識的普及、培訓
要大規模的普及,必須要讓所有人對光伏產品有一定了解,就我國目前的情況來看,除了光伏發展比較好的幾個地區以外,人們對于光伏完全不了解,這就需要政府以及光伏從業者提高宣傳力度,讓人人了解光伏。
3.成本進一步降低
光伏一直以來都被認為是“昂貴”的代名詞,雖然嚴格意義來講,在2011年就已經實現了個別地區光伏發電成本與化石能源發電成本一致,但要大規模使用光伏電池還需要做進一步努力,可以通過改進生產工藝、提高電池發電效率、提高使用壽命、降低輔助材料成本、光伏系統的合理設計與安裝,從整個系統上實現成本降低,從而降低光伏發電成本。
4.相關基礎設施完善
光伏材料、太陽電池、光伏組件質量是否合格需要相應的檢測設備,光伏發電要及時并網需要完善的電網結構、電能質量檢測以及電能合理調節,只有這些基礎設施也能夠得到完善,光伏產品質量才能得到保證,光伏發電才能隨時發電隨時上網,也才能吸引更多的人安裝光伏電池。
5.與其他可再生能源的協調
要滿足全球所有的電力需求,需要安裝300億千瓦的光伏系統才能滿足全球電力需求,而安裝數億光伏系統所需要的面積僅相當于半個法國[1],因此,尋找足夠的安裝面積并不是問題,真正的挑戰是光伏系統發電的不穩定性。一直以來限制光伏產業發展的主要原因除了價格以外就是光伏發電的不穩定性,在冬季太陽輻射強度下降的情況下,發電量也會降低。有效的解決方案就是將太陽能發電與其他的可再生能源發電結合起來,包括風力發電、生物質能發電、水力發電等構成一個綜合性混合能量系統,由于它們之間具有互補性,這樣的組合不僅會是最清潔的能源結構還是成本最低的能源結構。
四、總結
在日益嚴峻的能源形勢和生態環境形勢壓力下,太陽能光伏產業前景廣闊,未來光伏產業的發展更多的是呈現分布式以及多樣化的發展方式,我國雖然取得了顯著的成就但要實現大規模的普及作為主要的能源利用形式,還有很長的路要走,需要光伏專業人士一起的努力。
參考文獻:
【關鍵詞】 光伏發電 現狀 問題 應用前景
1 光伏發電的發展及現狀
早在十九世紀中期,法國科學家貝克雷爾就通過實驗發現了“光伏效應”,證實了光照能使半導體材料的不同部位之間產生電位差。在1954年,美國科學家首次制作完成了單晶硅太陽電池,從此進入了將太陽光能轉換為電能的光伏發電新時代,而作為最基本光電池材料的晶體硅在光伏發電產業中也一直占據著統治地位。進入到20世紀90年代后期,光伏發電產業的發展更加迅速,工作效率和生產規模都有了大幅度提高,與此同時光伏組件的生產成本直線下降到3美元以下。在發展中國家的范圍內,印度的光伏發電產業一直處于領先地位,有50多家公司從事與光伏發電技術有關的制造業。進入二十一世紀以來,許多發達國家先后出臺了包括光伏發電在內的可再生能源計劃,對光伏發電和太陽能電池的研究生產在歐、美以及亞洲都開始大規模地進行。目前為止,主要的光伏發電技術和產業規模都集中在美國、日本和歐盟,其光伏發電市場份額占到了全世界光伏發電總量的五分之四左右。為了成為世界光伏發電市場的領頭羊,美國和日本先后出臺有關太陽能技術和光伏發電的研究開發計劃,如百萬屋頂計劃和日本的新陽光計劃。由此可見,在國際大環境和大市場下,光伏發電產業的發展勢頭是十分迅猛的。
1959年我國成功研制出首個具有實用價值的太陽能電池,并于1971年成功應用于我國第2顆人造衛星中。1979年我國開始實現單晶硅工廠化,在此之后引進了國外光伏發電產業的先進生產技術和生產水平,初步形成了屬于我國的光伏產業。而在進入2000年以后,由于受到國際環境的影響和國際市場的驅動,我國的光伏產業迎來大發展,光伏發電技術和產業日益增多,光伏發電技術漸漸應用于通信、交通、天氣、偏遠地區等不同領域.太陽能電池的使用率也逐年提高。盡管我國的光伏發電水平從總體上來看同國外比較還有一定距離,但我國的光伏產業發展已初具規模。
2 我國光伏發電發展過程中存在的問題
2.1上游產業污染嚴重
雖然太陽能源和光伏產業屬于綠色無污染的能源產業,但利用太陽能的上游產業和硅材料的相關生產和加工會對環境帶來很大的污染。例如太陽能薄膜電池制造時會伴隨四氯化硅和氯化氫等廢氣污染物。特別是四氯化硅,如若處理不當,極有可能會變成某些酸性物質,從而對土壤帶來污染和破壞。我國將大部分目光放到了光伏產業的優點優勢上,對太陽能制造引起的相關消極影響卻缺乏有效的重視和監管。
2.2 缺乏統一的管理和協調機制
我國擁有眾多光伏發電企業,且產業化產品中出口份額占了很大一部分比例。但中國太陽能光伏發電企業在大部分時間內只重視自身企業的發展和利潤,忽略了同類企業之間的團結和協作,往往無法團結對外,這就導致了當我國光伏產業面臨國際帶來的反傾銷危機壓力時,無法采取有效的應對方法。造成這種局面很大的原因在于中國太陽能光伏發電產業缺乏統一的組織或者協調機制,去管理光伏企業之間的利益紛爭,僅僅只靠少量的光伏產業協會顯然無法滿足光伏發電產業快速發展的要求。
2.3 對光伏產業的扶持力度不夠
盡管光伏發電和太陽能電池的成本已經減少了數十倍,但同傳統發電手段相比價格依舊過高,這也成為制約光伏發電發展的重要因素,因此想要大力發展光伏產業,就必須依靠本國政府的大力扶持。但我國政府針對光伏產業的扶持力度仍有所欠缺。在美國,采用太陽能光伏產品的家庭會獲得政府一定數額的補助。在法國和印度,使用可再生資源的企業項目都會享受減稅免稅的優惠,而在我國,此類針對光伏產業的優惠政策和扶持手段仍需出臺和完善。
2.4 部分群眾的認識不足
光伏發電雖然并非近幾年的事,但對我國大部分人,尤其是偏遠地區人民來說是個新事物,因此不可避免地在推廣過程中存在各種問題和困難。很多人缺少對光伏發電的足夠認識,或多或少存在著不信任的態度,這也反映了政府和相關部門對光伏發電產業缺乏有效宣傳與指導,導致消費者認識不足。
3 光伏發電未來的發展方向與應用前景
光伏發電是人類目前研發的新型能源中最可靠、最有代表性的發電工藝,可以預計,在不久的將來光伏發電必定會代替傳統發電方式,成為發電方向的主流。歐洲光伏工業協會的最新研究成果表明:到2020年,全球光伏組件產值每年能達到40GW,系統的總裝機容量接近195GW,屆時光伏發電的產量會占到全球發電量的1%左右[1]。而到2040年時,光伏發電的比例會快速上漲到21%左右。世界能源組織研究結果表明:光伏發電為世界總發電帶來的貢獻呈飛躍式發展,從2000年的0.01%,到2020年的1%,到2040時比例會達到五分之一左右。
能源問題和環境問題都是我國迫切需要解決的問題,我國經濟的發展方式也急需透過傳統的手段,尋找新的解決辦法。發展光伏發電產業,積極開展可再生能源利用,是我國未來發展的一個重要方向。在未來發展我國太陽能光伏產業的道路上,我國應采取上網電價均攤方式,通過降低光伏產業成本來促進太陽能發電產業的快速發展,在技術成熟后進而過渡到取消法規,使其真正成為切實具有競爭力的新型發電技術,實現能源的可持續發展。在未來我國光伏發電發展過程中,要建立具有先進水平的國家級太陽能光伏研發中心,并根據我國國情建立不同的產業基地,例如在我國西部成立硅材料生產基地,而在東部沿海地帶建立太陽能電池產業基地,在加大光伏發電研究的同時還要積極研發應用光伏的系列產品,包括光伏建材、光伏家電、光伏燈具和文具等。在發展光伏發電產業的同時,要加強學習和吸收其他新型發電產業優勢,通過開展獨立光伏電站、城市并網光伏電站和風光互補電站的建設和示范來大力培育我國光伏發電市場。
4 結語
相信在不久的將來,人類會更加主動和高效地利用好光伏發電產業的優勢,為光伏發電創造更廣闊的應用前景。
關鍵詞:我國;光伏發電;問題
1 前言
光伏發電具有較好的資源優勢和發展前景,投資建設光伏發電可為企業開辟新的盈利空間。但企業不能盲目、無序地開發項目,無論采取哪種開發模式,都必須了解光伏發電的投資成本和投資風險,并作出合理規劃,以提高投資決策的科學性,進而獲得較高的經濟效益。
2 目前光伏發電的大趨勢
環境問題在最近幾年變得越來越突出,多以綠色發展理念的倡導越來越刻不容緩,全世界已經將低碳經濟定位經濟發展的方向和導航標,也越來越重視太陽能光伏產業。大力發展戰略性新興產業,例如節能環保、新能源等,在我國“十二五”規劃綱要里被提出,新能源產業發展的中點也轉向太陽能熱里利用以及光伏光熱發電、生物質能等。太陽能光伏產業發展收到各方面的的重視,目前我國的太陽能光伏產業鏈已經趨于完整。隨著我國的太陽能光伏發電的大規模應用以及快速發展,多晶硅大規模產業化生產及應用技術形成了較為成熟,從現有的生產工藝水平看,我國已可實現整個多晶硅生產產業鏈和系統內部的封閉運行,排放水平已接近零。各國的光伏發電規模不斷的快速增長,但是我國光伏發電的增速必將將遠高于其他各國的平均水平。在光伏發電大國調控措施下,其成本下降迅速,光伏產能普遍過剩,而其市場面臨的發展環境較為復雜。在這樣情況下,世界及我國光伏發電規模仍會快速增長,且我國光伏發電的增速將遠高于世界平均水平。目前來看其持續增長不會改變。最近幾年各個光伏發電的國家紛紛調整電價補貼政策。這些國家實行這些目的就是為了避免由于其本下降太快而引發市場過熱和行業暴利。最近的一次事件:在日本的福島,其第一核電站核泄漏,這起事件引發了部分國家對核電前景的擔憂,但是同時推高了政府對其發展的預期。
3 發展存在的主要問題
目前,制約光伏發電規模化發展的主要有以下兩點。
3.1我國的技術標準不太完善
我國進入光伏發電技術領域比較晚,目前并網電站現在都還處于試驗性并網狀態,并網易產生諧波、三相電流不平衡,輸出功率不確定性易造成電網電壓波動、閃變,因此需要滿足一定的并網技術標準。在2005年的《光伏系統并網技術要求》為推薦性國家標準,《光伏發電站接入電力系統技術規定》為指導性國家標準,且已超使用期限。2009年,國家電網公司了《光伏電站接入電網技術規定》(試行),但該標準對光伏電站分類較為粗放,缺少有針對性的細化條款。千瓦級小型屋頂并網光伏發電系統可能是未來我國分布式光伏發電應用的重要發展方向,但該標準并沒有對接入220伏居民電壓的技術要求作出相應規定。
3.2 我國的管理辦法不太統一
國際市場上,國外的設備價格比較高,而且遠高于國內。同時特許權招標項目業主為了壓縮成本,也傾向于采購低價設備,所以國內市場上以次充好的問題屢見不鮮,沒有好的設備,工程的質量就難以保障。隨著我國科技的不斷發展,現在我國已經具備檢測光伏產品和入網的能力,不過在檢測認證管理辦法上還是有所缺失。沒有統一的管理辦法,沒有出臺強制性的辦法。
4 促進太陽能光伏行業的發展
2009 中國光伏發電高峰論壇,專家一致認定,雖然全球太陽能光伏產業進入了調整階段,但發展大勢不會改變,太陽能產業是新能源產業中最富前景的產業。所以, 對已投產并有良好基礎的多晶硅企業, 可調整發展腳步, 苦練內功, 穩定系統, 提高質量, 降低消耗, 應對市場變化。對人才資金實力雄厚的在建多晶硅企業, 借市場蕭條、原材料價格低迷之際, 用低成本完成項目建設, 等待經濟復蘇; 對無技術保障、無人才和資金優勢的企業, 宜借此機會, 調整發展方向, 盡可能減少損失, 有能力的企業可以兼并重組。
4.1 促進產業升級
對于眾多能源企業來說,迅速適應新的形勢、加快結構優化、提高經營水平、避免投資過熱等是迫在眉睫的大事。例如國家著手限制耗電較高的多晶硅項目,但對耗電量較低的多晶硅項目還是比較鼓勵的。新建多晶硅項目規模必須大于3000 噸/年。
4.2 淘汰高污染企業
多晶硅并不是一個高污染行業, 只有做不好才會造成污染。污染有兩種原因: 一是資金不投入, 二是技術達不到水平。為此, 國家應該加強規范, 把高能耗和高污染的企業淘汰出局。未來政府應該提高企業進入的環保門檻。環保不達標的企業規模再大都不能進入這一行業。國家制定針對多晶硅產業健康發展的引導政策,更多應該從提高環保門檻的角度入手。這也將會成為未來的政策發展方向。
4.3 促進能耗下降
在改良西門子法中,將副產物四氯化硅氫化為三氯氫硅是有效利用資源、降低多晶硅生產成本的一個關鍵步驟。傳統的熱氫化方法是在高溫(1 250 ℃) 和高壓(0.5MPa) 下進行的,其缺點是高能耗和高成本;而冷氫化工藝在500 ℃的溫度下即可完成反應,這種技術不僅能降低生產過程中的能耗,而且還可以減少80%的占地面積,經測算,每生產1kg 多晶硅,利用冷氫化技術將比熱氫化技術減少10 美元成本。從全球范圍來看,改良西門子法采用熱化學氣相反應路線,這是其能耗高、生產成本高的根本原因,我們應該著重發展低成本多晶硅新技術產業,用等離子體增強化學氣相反應與流化床結合的技術逐步取代改良西門子法。
4.4 促進行業聯合
政府和企業必須進一步聯合推動, 制定相關政策,建立產業聯盟, 提高多晶硅產業的進入門檻, 產學研用聯合促進我國多晶硅行業邁上一個新臺階。國內太陽能產業鏈上下游企業科研聯合攻關是提高我國光伏產業競爭力行之有效的措施。建議國家應該牽頭搞一個千噸級的企業, 國家支持一部分資金, 由參與的企業進行投資, 把工程技術人員及專家集中起來, 共同開發,技術對參與企業開放, 這樣可以避免各個企業的低水平重復開發, 減少資源浪費, 推動行業整體技術水平的提高。
4.5 應作為戰略產業考慮
雖然新能源前景廣闊,但現在只是剛剛見到一絲曙光。我們在大力發展新能源的同時,也要保持清醒的頭腦――新能源還遠沒有到“唱主角”的時候。新能源是未來的希望,但不是今天的支柱。
5 結束語
總之,發展光伏發電,目前對中國來說是一個比較奢侈的東西。目前還不到大規模放開發的時候。回顧世界能源發展的歷史,每一次能源轉型,都要經歷艱巨、長期的發展過程。盡管石油和煤炭等化石能源是導致全球氣候變暖的原因之一,但世界對化石能源的依賴將長期存在,未來數十年新能源都難以占據主流地位。我們需要幾十年的努力,才能把新能源產業真正打造出來。
參考文獻:
[1]王斯成.光伏發電的四大關鍵問題[J].中國電力企業管理,2009(19):143.
[2]沈國良,趙旭升.太陽能光伏發電系統的原理及其發展[J]. 科技創新導報,2008(01):213.
關鍵詞:MPPT;定電壓跟蹤法;擾動觀測法;電導增量法
中圖分類號:TP391 文獻標識碼:A 文章編號:1009-3044(2016)29-0257-03
當今世界正迅速地從工業化社會向低碳社會轉化,能源利用正向可持續發展方向轉變,因此發展綠色能源成為趨勢。太陽能光伏發電由于其可再生性、清潔性等特點,正在發展為全世界綠色能源組成中的重要部分。
最大功率點跟蹤(MaximumPowerPointTracking,MPPT)技術是光伏發電高效利用的關鍵技術之一,同時MPPT技術是光伏發電系統中的一個通用綜合性技術,涉及光伏陣列建模、優化技術、電力電子變換技術及現代控制技術等。因此,在光伏發電系統中,普遍采用MPPT技術,以求高效利用太陽能。
1變換器主電路
為了便于比較各種MPPT算法的優缺點,本文建立統一的光伏發電系統模型,如圖1所示,采用Boost變換器、電阻性負載。為了便于分析幾種MPPT算法最大功率跟蹤的效率,Boost變換器中器件均采用理想器件。
2光伏系統的最大功率點跟蹤技術
2.1定電壓跟蹤法
定電壓跟蹤(Constant Voltage Tracking,CVT)法是最早出現的光伏功率輸出控制算法。在輻照度大于一定值并且溫度變化不大時,光伏電池的輸出最大功率時其輸出電壓在某一值附近,只要控制光伏電池輸出電壓在該電壓處,即可控制太陽能電池板輸出最大功率。
進一步研究發現,光伏電池最大功率點電壓u。與光伏電池的開路電壓Uoc之間存在近似的線性關系,即
Umpp≈k1oc (1)
其中,式1系數k1的值取決于光伏電池的特性,一般取值大約在0.8左右。
CVT算法采用PI控制器,給定值Umpp、太陽能光伏電池的輸出電壓Upv與PI調節器之間的關系如圖2所示。
2.2擾動觀測法
擾動觀測法(Perturbation and Observation method,P&O)是目前最常用、也是研究最多的一種MPPT方法。其工作原理是:先讓光伏池工作于一給定電壓點上,隨后周期性地、微小定量地增加或減少光伏電池的輸出電壓U或I(擾動),根據擾動量的變化的方向及光伏電池輸出功率變化方向,再決定下一步擾動量的變化的方向。以此不斷尋找、逼近光伏電池的最大功率點。
本文光伏發電系統的變換器采用Boost變換器,將太陽能電池的擾動量由電壓U或I改換為變換器開關管的導通占空比擾動量AD,依據Boost的工作原理,擾動觀測法的算法原理流程如圖3所示。
2.3電導增量法
電導增量法(Incremental Conductance,INC)從光伏電池輸出功率隨輸出電壓變化率而變化的規律出發,提出的MPPT算法。
光伏電池的功率電壓(P-U)曲線可以看成一個單峰值的曲線,在最大功率點出dP/dU=0。光伏電池的瞬時輸出功率為
P=-IU (2)
將式(2)兩邊對光伏電池的輸出電壓u求導,則
(3)
當dP/dU=0時,光伏電池的輸出功率達到最大,則可以推導出工作點位于最大功率點時需要滿足以下關系
(3)
實際中以I/U近似代替dI/dU,則使用電導增量法進行最大功率點跟蹤時判據為
(4)依據Boost的工作原理,INC的算法原理流程如圖4所示。
3仿真分析
為了驗證CVT、P&O和INC等MPPT算法有效性及跟蹤效率,仿真時設置了太陽輻射強度變化及環境溫度變化時太陽能電池最大功率輸出跟蹤效果。其他仿真參數為:仿真時間步長10-6s,采樣時間步長10-4s,開關管的開關頻率50kHz,開關管導通占空比擾動步長為0.001。
CVT、P&O及INC等MPPT算法借助Visual C++編程生成的動態鏈接庫文件及PSIM的DLL模塊實現,PSIM的DLL模塊如圖5所示。
圖6、圖7、圖8分別為CVT、P&O和INC算法在25℃時功率跟蹤波形圖。
圖9、圖10、圖11分別為CVT、P&O和INC算法在35℃時功率跟蹤波形圖。
關鍵詞:分布式發電;虛擬發電廠;調度管理;綠色能源
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.11.192
1 分布式電源調度管理模式研究
21世紀智能電網的發展方向是分布式能源的建設,分布式電源調度管理模式有利于提高電力能源的利用率,在促進能源的可持續發展的基礎上,減少電力工業生產造成的污染排放。分布式電源一般容量比較小,主要分布在距離用戶近的區域,分布式電力能源的建設可以實現就地向用戶提供電力能源,減輕了電力能源傳輸的壓力,分布式電源的應用十分普遍,通過協調控制可以提高綜合電力能源的利用率。分布式電源調度管理可以在電網出現停電故障的時候,保證重要負荷的有效供電,保證電網主網供電的穩定。分布式電源調度管理可以有效的解決偏遠地區供電需求的問題。我國的分布式電力能源的建設還是處于起步階段,我國的十二五的工作計劃已經將分布式電力能源的建設作為電力工業發展的一個重要的發展方向。分布式發電系統的研究和應用,在我國大電網的環境下,促進了分布式電源管理功能和集中式發電之間的協調運作,是今后我國電力系統發展的一個必然的趨勢。
2 虛擬發電廠運行特點分析
虛擬發電廠是我國未來電力工業的新型管理模式,對分布式能源進行整合,實現分布式儲能和分布式發電,實現對分布式力能源的統一管理,使分布式能源參與系統的調度和運行。虛擬發電廠把分散的電源、分散的儲能設備和可控復合結合在一起,虛擬成一個獨立的虛擬電力系統,在功能和控制性方面與大型的發電廠比較類似。虛擬發電廠可以對接入的分布式電源進線統一管理,虛擬發電廠可以儲存大量的電能,與外網的的連接具有永久性的特點,是一個開放性的系統。虛擬發電廠對內部電網的管理可以使資源得到優化的配置,虛擬發電廠的通信控制系統保證內部電網的運行協調互動,解決了分布式電源的內部消耗問題。虛擬發電廠對外網進行供電,進行雙向的能量交換,同時保證對內部負荷進行供電。虛擬發電廠對分布式電源的調度管理與傳統電源調度管理比,具有更大的調度管理空間,虛擬發電廠的分布式電源調度管理在市場中占有一定的優勢。
3 虛擬發電廠分布式電源調度管理模式研究
對虛擬發電廠分布式電源發電模式的研究我們通過風力發電、光伏發電和微型燃氣輪機發電進行研究。風力發電與常規的能源比,是可持續利用的能源,對環境沒有污染,自然界的風能資源是巨大的,全球的可以次序利用的風能資源可以達到214MW。從風能的調度性分析,風力發電隨機性大,而且變化迅速,風力發電的能源的調度性比較困難,風力發電需要大量的常規發電設備和機組提供支持,地區性的差異也決定了風力發電的差異性,所以我們對風力發電的管理可以充分利用地區互補性。光伏發電是太陽能發電中的一種,光伏發電技術比較成熟,光伏發電利用半導體的的光能效應,把太陽能輻射的能量轉變為電能,在光伏發電系統中要安裝儲存能源的裝置。光伏發電受光照和溫度的影響很大,光能發電的隨機性強,在短期內光能發電變化快。微型燃氣輪機發電是通過大功率輸出的燃氣輪機,把天然氣和汽油作為動力原料,通過驅動高速發電機進行發電。微型燃氣輪機發電穩定性和可靠性高,污染小,并且能源的利用率高,微型燃氣輪機發電是技術比較成熟的分布式電源,微型燃氣輪機發電通過冷熱電聯產運作模式可以把能量的綜合利用率提高到85%以上。分布式冷熱電聯產也叫做冷熱電三聯供電系統,是把制熱、制冷和發電結合到一起的分布式供能系統,微型燃氣輪機冷熱電三聯供電系統結構圖如圖1所示,微型燃氣輪機冷熱電三聯供電系統結構主要由微燃氣輪機和溴冷機組組成,具體運作模式是通過對天然氣的燃燒,帶動微燃氣輪機進行發電工作,燃燒產生的高溫煙氣進入余熱爐,可以為用戶提供供暖的需要,高煙氣體也可以通過溴化鋰的化學反應產生制冷的作用。分布式式冷熱電聯產可以提高能源的利用率,降低污染物的排放。
4 總結
智能化和綠色能源是電力工業的發展方向,虛擬電廠分布式電源調度管理的提出,對電力工業電能開發和環境保護具有一定的研究意義,可以有效的解決分布式電源調度管理中出現的問題,提高了電力工業能源的利用率,保證了電力能源的可持續發展。
參考文獻:
[1]趙波,張雪松,洪博文.大量分布式光伏電源接入智能配電網后的能量滲透率研究[J],電力自動化設備,2012(08).