太陽能光伏系統在變電站直流系統中的使用分解

太陽能是資源最豐富的可再生能源，具有神奇的優點和巨大的開發利用潛力。充足利用太陽能有利于保持人與自然的融洽相處及能源與環境的協調發展。進入21世紀以來，世界太陽能光伏發電產業快速發展，市場使用規模迅速張大，中國光伏產業在國家大型工程項目、推廣計劃和國際合作項目的推動下，正往日所未有的速度迅速發展。隨著太陽能光伏電池價格的逐漸降低，變電站使用太陽能供電已經成為可能。

2110kV變電站光伏直流系統的使用

110kV變電站作為典型的無人值守變電站，其直流負荷正常不超過1kW，配置的蓄電池容量為200Ah，直流充電機的額定電壓、額定電流分別為220V、40A，太陽能光伏直流系統110kV變電站試用非常理想。變電站直流系統為獨立的太陽能發電系統，在白天有日照的情況下，由太陽能光伏系統萌生的電能向變電站內的直流系統供電，同時再和變電站原有的交直流系統連接。通過光伏控制器來實現當光伏發電系統發電量不足時的電源自動切換，加強直流系統供電的可靠性。變電站光伏直流系統原理圖見圖1所示。

圖1變電站太陽能光伏直流系統連接原理圖

3變電站光伏直流系統的特點

在變電站原有直流系統的基礎上，增加了太陽能電池包件和光伏控制器，太陽能電池包件方陣在太陽光的照射下萌生并輸出電能，經光伏控制器穩壓后輸出至直流系統的合閘母線上。在充電機輸出回路上加防反二極管（實際上，在光伏控制器和充電模塊內部已經加裝了防反二極管）。這樣，當太陽能電池包件輸出電壓在直流系統的要求范圍內時，由光伏系統給直流系統供電，同時向蓄電池充電，此時充電機輸入端交流接觸器受光伏控制器控制而斷開。當太陽能電池包件輸出電壓不符合直流系統的要求范圍時，光伏控制器自動停止輸出且控制充電機輸入端交流接觸器吸合，此時由充電機給變電站直流系統供電。光伏控制器和充電機交替工作，互為備用，以提高變電站直流系統的供電可靠性。

4變電站光伏直流系統的配置

4.1太陽能電池包件

110kV變電站蓄電池容量為200Ah，正常充電限流電流為0.1C10（即20A），要求變電站光伏直流系統太陽能電池包件方陣的最大輸出功率為5.1kW。采用高品質單晶硅太陽能電池包件進行鋪設，單片太陽能電池包件面積為1.3m2，能夠在可利用面積內鋪設30塊。此發電系統的最大發電功率能夠保證達到6kW，既滿足了蓄電池均充的需要，又保證了對負荷的供電。

表1GCS-165C太陽能電池包件技術參數表

4.2太陽能控制器的功能

太陽能控制器采用階梯式逐級限流充電辦法，根據蓄電池包端電壓的變化趨勢，自動控制多路太陽能電池方陣的依次接通或斷開，既可充足利用珍貴的太陽能電池資源，又可保證蓄電池包的安全和可靠的工作。

4.3太陽能控制器的性能特點

（1）光伏電池包件輸入：配置3+1路防雷器1路；蓄電池輸入和直流輸出負荷各1路。

（2）微機控制，中文大屏幕液晶顯示，充放電參數可依據變電站的運行情況設定，能適應不同場合的特殊要求，可避免充電機開關和光伏電池開關同時開啟或關斷。

（3）具備完善的保護功能。（4）具有RS-485或以太網通信接口。（5）具有溫度補償功能。4.4控制器技術參數控制器的技術參數見表2。表2控制器技術參數

4.5系統參數設置系統參數的設置見表3。表3系統參數設置

5經濟效益與社會效益分解依據測算，使用太陽能光伏系統后，變電站每年可節省電量近5萬kWh，經濟效益3萬元。太陽能是綠色、環保無污染的清潔能源，面對傳統能源日益緊張的形勢和嚴重的污染，利用太陽能無疑是將來社會發展的必然趨勢。

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