优化太阳能光伏发电系统与油发电机

背景

在世界上的一些地区，电网可能会由于供应不稳定或通过“减负荷”等程序计划关闭而故障或关闭，并可能持续未知的时间。在此期间，一个标准的并网太阳能光伏系统也将关闭。我们如何确保太阳能光伏系统在这些临时的，但往往是漫长的停电期间继续工作?

本次Solis研讨会将为您带来太阳能光伏+柴油发电机互补系统。我们将看看实际的装置和它们是如何运作的。

图1:太阳能光伏+柴油发电机互补系统

解决方案1：低容量、稳定负荷、无负荷供电系统突然的高需求期。

发电机的运行可以通过逆变器的自行设置和智能适应性进行管理。

图2:无控制器的PV+柴油补偿系统方案

系统拓扑如图2所示。逆变器通过自适应调节能力对柴油发电系统组成的虚拟电网进行管理。该解决方案简单稳定，不需要额外的设备和成本。

逆变器的设置和调整如下:

1. 逆变器并网标准变更为与发电机匹配的并网标准(原并网标准临时变更为与发电机匹配的并网标准)
2. 逆变器的频率自适应范围需要减小到47~52Hz
3. 打开逆变器“降频”功能
4. 打开逆变器“伏特-瓦特”功能

系统1

为推动绿色能源生产，逐步实现“碳峰和碳中和”的使命，中国在2021年实施了严格的限电措施，许多高耗能工厂受到影响。

这个例子是一家位于浙江省宁波市的电器制造商。该公司拥有一座1MW太阳能光伏电站，使用17个Solis 60kW 4G并网逆变器，并在四个并网点与电网相连。

受限电影响，部分电站断电，并网光伏系统关闭。这影响了装配线车间的电力供应需求约270千瓦。Solis工程师与公司合作，使用3 x 60kW逆变器直接安装350kW柴油发电机系统，在现场独立工作。该光伏+发电系统输出功率150kW，负载光伏利用率最高达到50%，达到节约燃料费用的目的。

图3:现场光伏+柴油发电机组互补供电方案

图4:柴油发电机组的现场位置

总结

该方案通过逆变器的自适应调节能力，以光伏+发电机的形式降低每千瓦时的电力成本。但也有光伏容量比不宜过大、负荷必须恒定的场景。这种解决方案不适合负载波动较大的情况。为保证系统稳定，光伏容量占总供电容量的比例应小于40%。

方案2:大突发负载供电系统

这些通常需要较高比例的现场光伏容量(超过70%)，并且需要引入系统控制和通信设备来调整太阳能光伏、发电机和负载之间的平衡。

图5:带控制器的PV+柴油补偿系统方案

该方案采用DEIF的AGC控制器和Solis逆变器进行协调控制。它最多支持16个380V低压并网太阳能逆变器以及1或2台柴油发电机。它可以支持多种工作模式，如并网和离网/并网结合。因此，它具有更大的可扩展性和灵活性，是许多偏远地区、岛屿地区和很少或没有稳定电网的地区的强有力的系统选择。

系统2

该案例位于巴西，使用DEIF的AGC_150混合控制器集成和控制一个500kW的太阳能光伏系统。太阳能系统采用Solis 25kW低压逆变器，然后合并成一个由500kW柴油发电机系统组成的虚拟电网，为工厂430kW的负载供电。

在日照充足的情况下，太阳能光伏可提供高达360kW的电力，占比超过70%。

总结

该解决方案通过引入额外的控制器，可以有效地协调和管理系统中逆变器和发电机的输出，以满足负载功耗。它还能够最大限度地利用光伏系统产生的能量，以减少燃料燃烧能量的消耗。使系统更加稳定，能够适应负荷大、变化大的应用场景。太阳能光伏容量可提供总供电的70% ~ 80%，可实现兆瓦级供电系统。