35kV母線上的無功補償裝置

來源:投稿網 時間:2024-03-14 10:00:03

隨著人們對新能源長期探索的經驗，開發利用太陽能資源可以有效緩解當前世界面臨的一系列能源短缺，更能減少環境污染，有利于生態環境的發展，促進資源回收，因此，可再生能源也將成為最理想的替代能源之一。太陽能光伏發電技術作為一種新型的太陽能資源利用技術，已逐步應用于各行業，成為關鍵的研究對象。在未來的能源發展中，對太陽能光伏發電的研究是必不可少的[1]。

太陽能光伏發電相關概述。

原理分析

具體來說，太陽能光伏發電的原理是光生伏特效。因為太陽能電池在這個過程中會起到能量轉換的作用，當太陽光接觸到太陽能電池時，大部分功能都會被電池吸收，從而形成光生電子。在內建電場的控制下，這種光生電子可能與空穴發生隔離反應，經過一段時間的積累，1號電荷中的隔離反應會形成光生電壓。在光伏電力系統中，最重要的是發電元件，即太陽能電池板，其內部材料屬性會直接影響甚至決定能量效率轉換的水平。以小型發電廠為例，另一側作為獨立發電系統，可在其閉路系統內形成電路并網發電系統，可通過光伏數組接收太陽輻射的能量，然后通過高頻直流轉換為高壓直流電；逆變器后，輸出相同頻率的正弦交流電流[2]。

組成分析

第一個是太陽能電池板。與普通電池和可回收電池相比，太陽能電池具有更突出的環保優勢，也是國家倡導的綠色產品。然而，太陽能電池板的使用將受到外部環境的影響，電池板的內部材料將隨著時間的推移逐漸老化。目前，新型太陽能電池板上的涂層吸收能量較高。與傳統的普通太陽能電池板相比，陽光吸收率高達30%，其次是太陽能控制器。對于離網系統，需要配備電池，無論是組成還是應用。特別是在光伏電池的能量轉換中，即使沒有負載，也需要加強對電能儲存和備用的控制[3]。當處于交流負載狀態時，需要將變換器轉換為直流電。在直流負載狀態下，太陽能光伏發電系統產生的電能不匹配。因此，在工作中需要增加對電流的控制。當處于交流負載狀態時，需要將變換器轉換為直流電源。第三，太陽能光伏發電系統產生的逆變器不匹配。逆變器的存在，一是可以將直流電流轉換為交流電流裝置，是光伏發電系統的重要組成部分，二是確保輸出功率能夠有效地滿足電網功率對電壓和頻率的指標要求。而且對逆變器的配置和安裝也有很高的要求，包括以下幾個方面，一是逆變器輸出正弦波電流；二是逆變器負荷和陽光變化大，不受外部環境干擾；三是逆變器可使光伏方陣在最大功率點工作；第四，逆變器具有體積小、可靠性小的優點，更好地滿足并網光伏發電[4]的需求。

重要性

由于太陽能資源是一種非常豐富的自然資源，它在人們的日常生產和生活中起著非常重要的作用。為了最大限度地利用太陽能資源，近年來，許多專家學者對其進行了深入的研究。由于中國幅員遼闊，太陽能資源豐富，西部地區地形多樣，居民生活方式相對分散，這種客觀情況更有利于太陽能的吸收和利用。太陽能光伏發電具有一定的安全性和可靠性，不會對周圍環境產生一定的影響。因此，我國光伏技術發展迅速，形成了太陽能光伏發電系統零消耗、零污染、零排放狀態，也是市場上最豐富的綠色發電技術。

基于太陽能發電的光伏陣列電氣系統設計。

無功補償設計。

在該系統中，35kV的開關站將包括兩極電壓，其中0.8kV為變電站中的低壓側電壓，35kV為逆變期后太陽能電池板產生的高壓電壓。為了確保光伏發電系統在并網區域的電壓保持穩定，也可以完成無功的當地補償策略。因此，在35kV的母線上，通常安裝一個可調節的無功補償裝置。根據連接系統確定安裝的最終補償裝置類型和補償容量。無功補償裝置的安裝可以有效提高互聯網電能的質量，更有效地降低壓降，提供系統的功率因素。因此，兩個12kV電容器和相應的放電線圈將串聯在35kV母線的一段母線上，使用兩個相同參數的線圈進行二次纏繞，并可連接當系統出現問題時，兩個電壓會不同，導致跳閘和信號關閉，主電路可以更好地維護信號和電氣設備。

首先，輸入電容器設計。由于光伏電池陣列具有非線性電池的特性，光伏電池的輸出功率會隨著環境的變化而變化。如果輸入電容器，光伏電池的輸出電壓電流也會在開關中波動，并影響最大功率點的穩定性。因此，為了保證其最大功率點的穩定性，應保證輸入電容器的穩定性。

其中，VD1為防反充電二級管，VD2為防反接二極管。T1.T2為開關。當T1并聯在太陽能電池方陣的輸出端，白天有陽光充電時，太陽能電池板會給電池充電。當內部電壓過高時，會起到充電保護作用。因此，智能控制器的存在可以有效控制太陽能電池對電池充電的自動控制。一方面可以快速及時收集光伏系統發電的工作狀態，另一方面可以快速積累太陽能光伏發電中的歷史數據和以往的數據通信，集中管理多個光伏系統。

模擬光伏逆變控制系統。

本文采用可視化仿真工具，可廣泛應用于線性系統。MATLAB中的Simulink提供了建模方塊圖的圖形用戶界面。太陽能光伏電池電路圖如圖3-4所示，由電流源、晶體二極管和電阻組成。

根據光伏電池的數學模型和特點，利用模擬工具建立和完善光伏電池模塊的模擬模型。為了更真實、更準確地反映數據的真實性和有效性，應在原有等效電路的基礎上進行類似的處理。本文選用正弦波逆變器，采用脈寬調制SPWM，建立DC-AC單相逆變器模型，采用離散PWM脈沖信號控制可控開關，IGBT額定電壓300V，額定電流25A。

在實際應用過程中，逆變器可以有效地滿足電池充電要求，取得良好的效果，不僅可以提高太陽能利用率，還可以提高設備的使用壽命。

結論：總之，太陽能光伏發電技術的優勢非常明顯，為了更好地提高太陽能光伏發電水平，實施節能減排和可持續發展戰略，需要積極制定相關措施，完善相關行業規范，為未來的綠色項目貢獻更多的思想依據和技術保障。