光伏并網(wǎng)逆變器:用新能源創(chuàng)造新生活

進入21世紀,能源問題成為全世界共同關注的十大焦點問題之首。在我國,隨著《可再生能源法》的頒布和實施,太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電成為重要發(fā)電方式之一。

太陽能是綠色無污染的新能源,太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是利用太陽電池半導體材料的光伏效應,將太陽光輻射能直接轉(zhuǎn)換為電能的一種新型發(fā)電系統(tǒng)。它一方面節(jié)約了大量的煤炭等不可再生能源,另一方面由于不產(chǎn)生任何污染,減少了對環(huán)境再處理的大量資金投入。目前,世界上很多發(fā)達國家對在城市大規(guī)模建設并網(wǎng)光伏系統(tǒng)都非常重視,并出臺了相關的鼓勵政策。光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速,讓“并網(wǎng)逆變器”這個名詞開始為越來越多的人所熟悉。

走近并網(wǎng)逆變器

在太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中,并網(wǎng)逆變器是其核心部件。它不僅可以將光伏組件產(chǎn)生的直流電變換成同頻、同相、同等電壓的交流電送入公共電網(wǎng),而且還可以達到自由輸出電流(電壓)的選擇波形、頻率和振幅達到節(jié)能、節(jié)材、高效、安全、環(huán)保等多種目標,保證輸出電能質(zhì)量、提高系統(tǒng)整體效率。

北京科諾偉業(yè)科技有限公司及其前身中國科學院電工研究所新能源研究室,就是國內(nèi)最早從事太陽能光伏發(fā)電研究及產(chǎn)品開發(fā)的單位之一。深圳國際園林花卉博覽園1MWp并網(wǎng)光伏電站、北京天普50kWp并網(wǎng)光伏電站和西藏羊八井100kWp高壓并網(wǎng)光伏電站等示范項目均由北京科諾偉業(yè)科技有限公司承擔完成。

大型并網(wǎng)逆變器的研發(fā)

2005年,北京科諾偉業(yè)公司正式立項進行150kW光伏并網(wǎng)逆變器研發(fā),標志著在大中型光伏并網(wǎng)逆變器領域的研發(fā)工作進入實質(zhì)運作階段。大型高壓并網(wǎng)光伏逆變器是大型及超大型并網(wǎng)光伏電站特別是兆瓦級荒漠并網(wǎng)光伏電站的主要設備之一。此種逆變器多采用先進的DSP控制技術和高壓并網(wǎng)技術,實現(xiàn)光伏系統(tǒng)的最大功率跟蹤、大功率逆變、反孤島效應。此外,還可實現(xiàn)群控、休眠、集中和遠程監(jiān)控等功能。

2006年10月,歷經(jīng)14個月的艱苦努力,150kW光伏并網(wǎng)逆變器樣機在雪域高原上海拔四千多米的羊八井光伏電站成功并網(wǎng)運行,得到了系統(tǒng)可靠性的初步驗證。150kW光伏并網(wǎng)控制逆變器,采用基于重復控制與比例積分控制相結(jié)合的并網(wǎng)逆變器輸出電流波形控制技術,使得逆變器的輸出電流質(zhì)量得到顯著改善,額定功率條件下輸出電流的THD小于3%,達到國外同類產(chǎn)品水平。它的研發(fā)成功,為我公司大中型系列化光伏并網(wǎng)逆變器的研發(fā)奠定了堅實的基礎。這是目前我國應用在大型并網(wǎng)光伏電站的第一臺大容量高壓并網(wǎng)逆變器,其改進工作主要為:基于樣機長期的運行數(shù)據(jù)和運行經(jīng)驗,優(yōu)化系統(tǒng)設計,從而進一步提高效率、提高可靠性和降低成本。

大型高壓并網(wǎng)光伏逆變器及單、雙軸跟蹤并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是在承擔中國科學院重大知識創(chuàng)新工程方向性項目基礎上研制的。該項目的成功研制,填補了我國在大型高壓并網(wǎng)光伏逆變器,單、雙軸跟蹤并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)方面的空白,為今后在大型或超大型并網(wǎng)光伏電站的建設以及單、雙軸跟蹤并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)業(yè)化開發(fā)奠定了基礎。

助力科技綠色奧運

籌備奧運會期間,北京科諾偉業(yè)承擔了“奧運公園節(jié)能與可再生能源利用示范”的重點項目—奧運公園太陽能光電利用示范項目實施工作。這充分體現(xiàn)了北京奧運提出的“科技奧運、綠色奧運”的理念。

在實現(xiàn)科技綠色奧運的過程中,并網(wǎng)逆變器又在至關重要的位置上默默的工作著。國家體育館100千瓦并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與國家體育館建筑主體相結(jié)合,堪稱光伏與建筑一體化的經(jīng)典之作,也是體現(xiàn)綠色與科技的突出代表。國家體育館太陽能電池組件共有1124塊,結(jié)合體育館屋頂采光帶進行安裝,分布在屋頂和南立面,替代原有部分建筑材料,滿足節(jié)能建筑要求。太陽能電池組將吸收到的太陽輻射能轉(zhuǎn)化為直流電,由專項線路統(tǒng)一輸送到地下一層太陽能發(fā)電控制室,通過逆變器把直流電轉(zhuǎn)化為交流電,再經(jīng)專用設備并網(wǎng)輸送到低壓配電系統(tǒng)。太陽能電池組每天額定輸出功率達到100千瓦,這樣,館內(nèi)2萬平方米地下場所的照明就有了保障。

新能源帶來新生活

在過去的二十幾年,我國太陽能的開發(fā)利用取得了巨大成就,太陽能光伏發(fā)電的技術水平與實用化程度有了顯著提高,應用范圍和規(guī)模不斷擴大,并網(wǎng)光伏技術也獲得了相當大的發(fā)展。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的應用體現(xiàn)了我國對環(huán)境保護的重視,同時提高了人民的環(huán)境保護和能源意識。太陽能產(chǎn)業(yè)不斷成長,也不斷受到國家政策的支持。2009年3月底,中國財政部連續(xù)發(fā)布的三個文件,又仿佛三縷陽光,照在了關注太陽能產(chǎn)業(yè)的人身上。

近年來全國各省也紛紛提出興建大型太陽能發(fā)電站的計劃。在光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展進程中,集中式大型光伏并網(wǎng)電站是一個必然的發(fā)展方向。針對集中式大型光伏發(fā)電系統(tǒng)而設計,能夠推廣應用于百千瓦級、兆瓦級的各類光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng),包括荒漠光伏并網(wǎng)電站、與景觀建筑結(jié)合的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)及相關產(chǎn)品等,必將有可觀的前景。

今年8月20日,目前國內(nèi)最大的太陽能發(fā)電項目—青海省格爾木200兆瓦大型荒漠并網(wǎng)光伏電站一期20兆瓦工程在格爾木市郊荒漠戈壁上開工,標志著青海省在柴達木盆地打造“中國西部光電風電產(chǎn)業(yè)基地”的戰(zhàn)略構(gòu)想邁出實質(zhì)性步伐。

根據(jù)國家發(fā)改委可再生能源發(fā)展規(guī)劃,我國的光伏發(fā)電累計裝機容量在2010年將達到300MWp, 2020年將達到1.8GWp。那么,光伏并網(wǎng)逆變器必將繼續(xù)在“以新能源創(chuàng)造新生活”的進程中大展身手了。