【導讀】光伏發(fā)電是指利用光伏組件的光生伏特效應,直接將太陽能轉(zhuǎn)化為電能的一種發(fā)電形式。太陽能光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的原動力是以石油,煤,天然氣為代表的傳統(tǒng)能源日益枯竭。光伏發(fā)電產(chǎn)品主要用于農(nóng)村電氣化、通信和工業(yè)、并網(wǎng)發(fā)電、太陽能路燈和儲能產(chǎn)品。由于氣候保護和可持續(xù)發(fā)展等諸多方向的影響,全球?qū)稍偕茉吹男枨笤诓粩嘣黾?,這為光伏市場提供了良好的機遇。然而,光伏市場也面臨著一些挑戰(zhàn),比如價格下跌導致的利潤率下降,及產(chǎn)業(yè)鏈上下游的激烈競爭等問題。
光伏未來發(fā)展趨勢
① 光伏發(fā)展規(guī)劃
“十四五”期間,國家發(fā)改委、國家能源局、財政部等多部門相繼發(fā)布了《“十四五”現(xiàn)代能源體系規(guī)劃》和《“十四五”可再生能源發(fā)展規(guī)劃》,提出到2025 年,可再生能源年發(fā)電量達到 3.3萬億千瓦時左右?!笆奈濉逼陂g,可再生能源發(fā)電量增量在全社會用電量增量中的占比超過 50%,風電和太陽能發(fā)電量實現(xiàn)翻倍。
② 平價上網(wǎng)時代到來,技術創(chuàng)新推動成本加速下降
2021年6月7日,國家發(fā)改委發(fā)布的《關于2021年新能源上網(wǎng)電價政策有關事項的通知》(發(fā)改價格[2021]833 號)指出,自2021年起,對新備案集中式光伏電站、工商業(yè)分布式光伏項目,中央財政不再補貼,實行平價上網(wǎng)。2021年新建項目上網(wǎng)電價,按當?shù)厝济喊l(fā)電基準價執(zhí)行。太陽能光伏進入平價上網(wǎng)時代。
雖然光伏補貼“退坡”明顯,但對于已取得相應補貼標準的光伏電站,其補貼標準 20 年不變;同時,對于新建光伏電站,在上游產(chǎn)能擴張和技術革新的推動下,近年來光伏電站的建設成本呈現(xiàn)大幅下降趨勢,根據(jù)國際可再生能源署(IRENA)公布的數(shù)據(jù)顯示,2021 年投運的地面大型光伏發(fā)電項目的加權平均 LCOE 同比下降 13%,降至 0.048 美元/千瓦時,總裝機成本不斷下降,有助于實現(xiàn)平價上網(wǎng)下的持續(xù)盈利。光伏發(fā)電將成為具有成本競爭力、可靠且可持續(xù)的電力來源,在市場因素的驅(qū)動下邁入新的發(fā)展階段,開啟更大的市場空間。
三相逆變器的定義及特點
光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的核心是并網(wǎng)逆變器,是由直流轉(zhuǎn)為交流的關鍵。三相逆變器會影響效率,諧波,THD等關鍵性能參數(shù),其控制系統(tǒng)的好壞直接影響整個光伏系統(tǒng)的性能。
圖1 直流電壓波形示意圖
圖2 輸出交流正弦示意圖
● 三相逆變就是由直流電壓轉(zhuǎn)換出的交流電壓為三相,即 AC-380V,三相電是由三個頻率相同、振幅相等、相位依次互差120°的交流電勢組成。
● 三相逆變器的定義就是將直流電能轉(zhuǎn)換為交流電能的轉(zhuǎn)換器,其基本原理就是SPWM(正弦波脈寬調(diào)制),三相逆變電路由IGBT管子組成,要實現(xiàn)逆變,就得按一定規(guī)律觸發(fā)管子,而SPWM就是得到一定規(guī)律的觸發(fā)IGBT管子的脈沖的技術,通過SPWM調(diào)制得到的觸發(fā)脈沖,直接給IGBT的基極就可以了,實現(xiàn)了二者的互聯(lián)。逆變器的輸出是將直流電壓分割成若干個脈沖,這些脈沖的面積,正好等于正弦波的面積。通常情況下,一個周期內(nèi)脈沖的個數(shù)乘以50即為調(diào)制頻率。
● 硬件架構(gòu)為四個功率器件開關組成單相、三相橋式電路,橋式輸出至負載間串接低通濾波元件,控制回路具有兩個信號產(chǎn)生源,一個是固定幅值的三角波(調(diào)制波)發(fā)生器,一個為正弦波發(fā)生器,利用三角波對正弦波進行調(diào)制,就會得到占空比按照正弦規(guī)律變化的方波脈沖列,調(diào)制比不同,一個正弦周期脈沖列數(shù)等于調(diào)制波頻率除以基博頻率)。
● 三相逆變器根據(jù)每個橋臂的開關狀態(tài)分為2電平和3電平。
2L電平與3L電平的區(qū)別
如下是2L電平與3L電平電壓和電流波形圖:
圖3 2L電平電壓和電流波形圖
圖4 3L電平電壓和電流波形圖
● 2電平 — 逆變器的每個橋臂只有兩種開關狀態(tài):1態(tài)和0態(tài),1態(tài)分別對應Vao=Vd/2, -Vd/2
● 3電平 — 逆變器的每個橋臂有三種開關狀態(tài):1態(tài), 0態(tài), 2態(tài)分別對應Vao=Vd/2, -Vd/2, 0
● 三電平逆變器主要的特點是由多個電階合成的輸出電壓正弦波形,這樣在相同開關頻率條件下,與傳統(tǒng)的二電平逆變器相比,諧波含量大為減少,對電網(wǎng)的干擾越小
● 逆變器的功率主要為10-500KW,主要拓撲為INPC和TNPC。TNPC適用功率范圍為10-100KW,INPC適用功率為100-500KW
INPC和TNPC的結(jié)構(gòu)區(qū)別
如下是INPC和TNPC的結(jié)構(gòu)示意圖:
圖5 INPC 結(jié)構(gòu)示意圖
圖6 TNPC結(jié)構(gòu)示意圖
從結(jié)構(gòu)示意圖看,不同點如下:
● INPC由4個IGBT和4個體二極管加2個續(xù)流二極管組成
● TNPC由4個IGBT和4個體二極管組成
因此,承受母線電壓輸入最大電壓等級不同:
● INPC能承受VDSmax=1500V
● TNPC能承受VDSmax=1100V
免責聲明:本文為轉(zhuǎn)載文章,轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息,版權歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權問題,請聯(lián)系小編進行處理。
推薦閱讀:
使用鉭電容器的引爆系統(tǒng)與傳統(tǒng)雷管對比有何優(yōu)勢?