《太阳能光伏发电及其逆变控制》

1. 《太阳能光伏发电及其逆变控制》 绪论

2. 主要内容 1.1 1.2 1.3 太阳能及其光伏产业 光伏并网发电技术的发展 国内外大型光伏发电系统

3. 1.1太阳能及其光伏产业 上图显示了人类开始石油的商业化应用以来，所经历的五次“能源危机”。 正是第五次“能源危机”催生了太阳能光伏产业。

4. 1.1太阳能及其光伏产业 光伏发电 的优势 1发电原理具有先进性 8维护管理问题 2太阳能资源的无限和分布特性 7使用性能和寿命问题 3没有资源短缺和耗尽问题 6建造和拆卸特性 4光伏发电与自然的关系 5没有机械旋转部件

5. 1.1太阳能及其光伏产业 欧洲联合研究中心对光伏发电的未来发展作出如下预测： 2020年世界太阳能发电的发电量占世界总能源需求的1% 2050年占到20% 2100年则将超过50% 结论：光伏发电是世界能源和电力的主要来源，要坚定不移的发展

6. 1.1太阳能及其光伏产业 www,378700000.com 1990s 2007 2008 2009 2011 2010 世界光伏产业和市场的发展历程 2011年我国太阳电池完成累计量1298.39万kW，同比增长68.39%；2011年全球光伏太阳电池产量达到惊人的37.2GW，相比上一年增加了36% 2007年我国的太阳电池产量超过欧洲和日本，成为世界第一 2009年全球太阳电池产量约为10GW，我国产量超过4GW，市场份额超过40% 20世纪90年代后半期进入了快速发展时期，世界电池产量逐年增长，过去十年的平均年增长率达到57.1%，超过了IT产业，成为世界上发展最快的产业之一 2008年世界太阳电池的产量高达7.9GW，比2007年增长98%，我国的太阳电池产量约为2.6GW，市场份额超过30% 2010年全球光伏行业的太阳电池年产量增长118%，达到27.2GW，与此前4年的产量总和相当；2010年我国光伏太阳电池产量达到8GW，占世界生产总量的50%，居世界首位

7. 1.1太阳能及其光伏产业 图1-2 2002~2012年世界太阳电池产量

8. 1.1太阳能及其光伏产业 图1-3 2002~2012年世界太阳电池产量

9. 1.2光伏并网发电技术的发展 光伏发电系统可以分为光伏离网发电系统和光伏并网发电系统，如图1-4所示。

10. 1.2光伏并网发电技术的发展 对于光伏并网系统来说，主要用于城市与建筑结合的光伏并网发电系统（BIPV）和大型荒漠光伏电站。这类应用已经成为光伏发电市场的主流，目前占到世界光伏发电市场的80%以上。图1-5所示为世界并网和离网市场分布。

11. 1.2光伏并网发电技术的发展 1.2.1国内外光伏发电技术的发展 光伏并网发电系统可以按照电网接入点分为配电侧（低压400V/230V）并网光伏发电系统和输电侧（10kV/35kV/110kV）并网光伏发电系统。 在城市中的光伏并网发电系统的并网点一般在电网的配电侧（400V/230V），也称作分布式发电系统。 输电侧光伏并网发电系统大都安装在不能用作农田的开阔地或荒漠地，有时也安装在大型建筑物上。

12. 1.2光伏并网发电技术的发展 1 并网点在配电侧 2 电流是双向的，可以从配电网取，也可以向配电网送电 4 分“上网电价”方式（双价制）和“静电量”方式（平价制） 5 大部分安装在建筑物上，安装功率受建筑屋面积和并网点容 量的限制，从1kW到数百千瓦不 等 3 大部分光伏电量直接被负载消耗，自发自用 配电侧光伏并网发电系统的特点

13. 1.2光伏并网发电技术的发展 5）一般功率很大，规模从1MW到几百兆瓦，甚至更大 1）在发电侧并网，属于向风电场一样的发电站，电流是单方向的 6）维护简单，一般都是无人值守 7）一般占用荒地 输电侧光伏并网发电系统的特点 8）自动跟踪或聚光太阳电池一般都是用在此类电站 2）并入高压电网（10kV、35kV、110kV） 9）带有气象和运行数据自动监测系统和远程数据传输系统 3）不能自发自用和“静电量”计量，只能给出上网电价 4）少量自用电从电网取得（小于1%）

14. 1.2光伏并网发电技术的发展 国际上，目前最多的光伏并网发电系统是在配电侧并网的系统，包括一家一户（Residential）的光伏并网系统和安装在商业、办公和公共建筑（Non-residential）的光伏发电系统； 在输电侧与公共电网（Utility）并网光伏发电系统大约仅占目前光伏并网发电市场的10%。

15. 1.2光伏并网发电技术的发展

16. 1.2光伏并网发电技术的发展

17. 1.2光伏并网发电技术的发展 • 在配电侧并网的分布式光伏发电系统的安装方式一般是同建筑物相结合，不单独占地。 • 与建筑结合的光伏并网发电系统还可以分为: • 建筑集成光伏系统 • （Building Integrated PV, BIPV） • 建筑附加光伏系统 • （Building Attached PV, BAPV）

18. 1.2光伏并网发电技术的发展 对于BIPV系统，采用特殊制作的太阳电池组件，如光伏瓦、玻璃幕墙等建筑材料，或光伏遮阳板、光伏雨棚、光伏栏杆等建筑构件，直接代替建筑材料和建筑构件，与建筑物完美结合。 对于BAPV系统，则是采用普通太阳电池组件，简单安装在建筑物屋顶或墙体上。 VS.

19. 1.2光伏并网发电技术的发展 光伏与建筑结合的几种方式

20. 1.2光伏并网发电技术的发展 从配电侧并网光伏发电系统的电气连接方式看，由于光伏发电补偿电价不同与用户的用电电价，所以采用双表制，一块表记录太阳电池馈入电网的电量，另一块记录用户的用电量，如图1-11所示. 德国和荷兰的光伏屋顶计划大多数是安装在居民建筑上的分散系统，峰值功率一般为1～50kW不等。

21. 1.2光伏并网发电技术的发展 这种方式也有一些功率很大的系统，如德国慕尼黑展览中心屋顶2MW的BIPV系统和柏林火车站的200kW系统。

22. 1.2光伏并网发电技术的发展 www,378700000.com 美国和日本采用初投资补贴，运行时对光伏发电不再支付高电价，但是允许用光伏发电的电量抵消用户从电网的用电量，电力公司按照用户电表的净值收费，称之为“净电量”计量(Net Metering)制度。此时，光伏发电系统应当在用户电表之后接人电网。 由于我国目前还没有在城市配电侧安装的光伏发电系统实行高电价，因此，大多数项目采用“净电量”计量的配电方式。 光伏并瓦发电可以采用发电、用电分开计价的接线方式，也可以采用“净电量”计价的接线方式。 德国和欧洲大部分国家都采用双价制，电力公司高价收购太阳能发电的电量（平均0.55欧元/kW · h），用户用电则仅支付常规的低廉电价(0.06-0.1欧元/ kW · h)，这种政策称之为“上网电价”政策。在这样的情况下，光伏发电系统应当在用户电表之前并人电网。

23. 1.2光伏并网发电技术的发展 “净电量”计量方式对于单相和三相接线方式的示意图如图1-12,图1-13所示。

24. 1.2光伏并网发电技术的发展

25. 1.2光伏并网发电技术的发展 对于在输电侧并网的大型光伏电站，其主要配置如图1-14所示。

26. 1.2光伏并网发电技术的发展 大型光伏并网电站一般安装在日照资源非常好的我国西部荒漠地带，直射分量很强，适合于安装聚光光伏系统和向日跟踪系统。 图1-16 不同的向日跟踪系统的图例

27. 1.2光伏并网发电技术的发展 欧洲各国普遍采用的激励政策是“上网电价”政策，即电力公司以高于常规电价的价格收购光伏电能，国家对于超出常规电价的部分对电力公司给予补偿，补偿金则通过绿色电力附加分摊到电网的销售电价中去。 1.2.2国内光伏并网发电的激励政策 欧洲各国实施“上网电价”的光伏发电激励政策

28. 1.2光伏并网发电技术的发展 美国对于光伏发电的激励政策依各个州的情况而不同，采用“上网电价”补贴的州不多，大多数采用初投资补贴、税收优惠和“净电表”法 1.2.2国内光伏并网发电的激励政策 美国的激励政策

29. 1.2光伏并网发电技术的发展 1.2.2国内光伏并网发电的激励政策 日本的激励政策 日本实行安装光伏发电系统时对初投资进行补贴，这一补贴逐年递减，从一开始补贴50%，分10年逐年递减，到第10年时补贴减到零，2005年以后，日本屋顶光伏发电系统的补贴已经没有了。 除了光伏系统的安装补贴外，还允许光伏发电系统“逆流”，向电网馈电，意味着电力公司以同等电价购买光伏系统的发电量，类似于美国的《净电表计量法》;日本的普通电价相当每千瓦时电2.0-2.4元人民币，因此，即便没有初投资补贴，BIPV在日本仍然有相当大的市场。2009年重新启动了补贴政策，从1月份开始，日本计划恢复对太阳电池板行业〔世界第五大减少温室气体排放的产品)的所有补贴政策。 有一点值得注意:日本的太阳电池市场从来就没有对我国的产品开放过，日本的市场对于我国的光伏产业来讲也都等于零。

30. 1.2光伏并网发电技术的发展 (1)我国的(可再生能源法》 (2)与可再生能源法相关的其他配套政策 1.2.2国内光伏并网发电的激励政策 我国对光伏发电的激励政策

31. 1.2光伏并网发电技术的发展 1.2.3我国光伏发电中长期发展规划

32. 1.2光伏并网发电技术的发展

33. 1.3国内外大型光伏发电系统简介 1.3.1 Springerville Generating Station (SGS) 大型荒漠光伏电站

34. 1.3国内外大型光伏发电系统简介

35. 1.3国内外大型光伏发电系统简介

36. 1.3国内外大型光伏发电系统简介 1.3.2 APS Star Center调峰电站

37. 1.3国内外大型光伏发电系统简介

38. 1.3国内外大型光伏发电系统简介 1.3.3 Prescott的荒漠电站 a)

39. 1.3国内外大型光伏发电系统简介

40. 1.3国内外大型光伏发电系统简介 美国“太阳能二号”是一个太阳能电站，位于美国加利福尼亚州莫哈韦沙漠中。曾经作为世界上技术最先进的太阳能设施之一，“太阳能二号”可以跟踪和聚焦太阳光线，可以存储热量实现一天24小时提供电能。美国能源部于20世纪90年代后期关闭了这一电力设施。

41. 1.3国内外大型光伏发电系统简介 1.韩国 24MW世界最大跟踪式太阳能发电站 2.葡萄牙 46MW电站 3.美国 17MW太阳能电站 4.西班牙 巴达霍斯 18MW太阳能电站 5.西班牙 昆卡省 30MW太阳能电站 1.3.4国外10MW以上大型光伏电站 6.西班牙 Fuente Alamo地区 26MW光伏电站 8.澳大利亚 154MW太阳能电站 10.日本 山町米仓山 lOMW太阳能电站 7.日本 10MW以及28MW光伏电站 9.澳洲 250MW太阳能电站

42. 1.3国内外大型光伏发电系统简介 2013年3月，世界上规模最大的集中式太阳能发电站——“太阳一号”（Shams1）发电站在阿联酋首都阿布扎比落成。这座耗资6亿美元（约合37亿元人民币）的发电站将为2万户家庭提供电力。 “太阳一号”发电站位于阿布扎比西南约150公里的扎耶德市郊沙漠地区，占地面积2.5平方公里，相当于300个足球场，发电能力达100兆瓦。 共有25.8万个复合抛物面反射镜，通过这些反射镜将阳光聚集到一支支特殊的管子上，管内充填了一种具有高热传导功能的油，滚热的油通过管道传送到产生蒸气的装置内，再由蒸气带动汽轮机发电。

43. 1.3国内大型光伏发电系统简介 1.3.5我国大型光伏并网电站(超过200kW )现状 1.我国已建200MW以上光伏电站统计

44. 1.3国内大型光伏发电系统简介

45. 1.3国内大型光伏发电系统简介 2.我国10MW以上级特大型光伏电站建设计划

46. 1.3国内大型光伏发电系统简介

47. 1.3国内大型光伏发电系统简介

48. Thank You !