独立(离网)光伏系统的蓄电池设计方法

53页PPT详解光伏发电系统的工作原理及设计基础知识，纯
干货！
光伏发电系统的运行方式
我们常说的“光伏”指太阳能光伏发电系统，有独立运行和并网运行两种方式。

简单来说，离网、并网的区别在于有没有蓄电池。

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独立运行光伏发电系统
独立光伏发电系统是相对于并网发电系统而言的，属于孤立的发电系统，也叫离网光伏发电系统。

（树上鸟教育电气设计）（离网运行系统）
其建设的主要目的是解决无电问题。

偏远无电地区供电可靠性受气象环境、负荷等因素影响，供电稳定性也相对较差，需要加装能量储存和能量管理设备。

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并网运行光伏发电系统
并网光伏发电系统可以将太阳能电池阵列输出的直流电转化为与电网电压同幅、同频、同相的交流电，实现与电网连接并向电网输送电能。

（并网运行系统）
这种发电系统较为灵活性，日照较强时，光伏发电系统在给交流负载供电的同时将多余的电能送入电网；而当日照不足，即太阳能电池阵列不能为负载提供足够电能时，又可从电网索取电能为负载供电。

综上，并网系统不会出现因电力供应不足而断电的情况。

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光伏发电系统的设计。

工程技术科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald62①作者简介：张光雷（1982，5—），男，汉族，山东菏泽人，硕士，初级实验师，研究方向：仪器科学与技术。

DOI：10.16660/ki.1674-098X.2018.35.062离网光伏发电与市电互补自动切换系统设计①张光雷(吉林医药学院 吉林吉林 132013)摘 要：本文设计了一套离网光伏发电与市电互补自动切换的系统。

系统包括离网式光伏发电系统和自动切换系统两部分。

控制系统通过实时检测储能系统两端的电压，把其电压作为系统切换的条件，当电压小于设置的电压阀值时，切换选择电网给负载供电；当电压大于设置的电压阀值时选择使用离网光伏发电系统给负载供电。

通过养生壶加热模拟实验验证此自动切换系统的可行性。

关键词：离网式 光伏发电 切换系统中图分类号：TM761 文献标识码：A 文章编号：1674-098X(2018)12(b)-0062-02传统能源的大量使用对环境造成很大污染，还有其不可再生性使其面临资源枯竭，迫切需要使用太阳能光伏能源来解决当前面临的各种问题。

太阳能光伏系统利用光伏板发电，可以减少对环境的污染，实现绿色节能的目的，也实现了能源的可持续利用，缓解能源枯竭对国家发展造成的影响。

当前由于太阳能光伏系统的大量接入电网，造成电网出现很大波动，为了缓解其造成的影响，大力推广离网式光伏发电系统。

本文利用实验室购置的设备，搭建整套离网式光伏发电系统，并配合控制器的使用实现电网供电和光伏发电系统供电的有机结合，达到最大效率利用太阳能这种新能源的目的，并通过实验验证了此控制策略的可行性。

1 自动切换系统设计原则自动切换系统可以实现离网式光伏发电系统和电网交流的自动切换，可以达到节能环保的目的，有效利用太阳能光伏新能源；也可以将光伏发电系统作为电网停电时的应急电源使用，保证系统负载的不间断工作，从而起到保护设备的安全可靠运行。

选择1： 选择2：
1.5.2 光伏控制器结构与种类
2.并联型控制器 开关器件S1：蓄电池充电控制开关
开关器件S2：蓄电池放电控制开关
检测控制电路：随时对蓄电池的电压进行检测，控制S1和S2开关。 VD2二极管：为蓄电池接反保护，当蓄电池极性接反时VD2导通。
1.5.2 光伏控制器结构与种类
3.串联型控制器
串联型控制器：利用串联在充电回路中的机械或电子开 关器件控制充电过程。当蓄电池充满电时，开关器件断 开充电回路，停止为蓄电池充电
1.7 市电互补离网光伏发电系统设计 市电互补情离网景光伏7发反电系馈统电结构路及其应用
市电互补离网光伏发电系统容量设计
1.5.2 光伏控制器结构与种类
【案例引导】离网光伏控制器工作内容
典型任务：蓄电池充放电保护。
1.5.2 光伏控制器结构与种类
1.光伏控制器基本电路
光伏控制器按电路方式的不同分为并联型、串联型、脉宽调制型、多路控制型、 两阶段双电压控制型和最大功率跟踪型
1.5.2 光伏控制器结构与种类
2.并联型控制器 并联型控制器也叫旁路型控制器，它是利用并联在太阳能
电池两端的机械或电子开关器件控制充电过程。
工作过程：当蓄电池充满电时，把太阳能电池的输出分流到旁路电阻器或功率模 块上去，然后以热的形式消耗掉：当蓄电池电压回落到一定值时，再断开旁路恢 复充电。由于这种方式消耗热能，所以一般用于小型、小功率系统。
增量控制法： 可以近似达到脉宽调制控制器的效果
多路控制器一般用于几千瓦 以上的大功率光伏发电系统， 将太阳能电池方阵分成多个 支路接入控制器。当蓄电池 充满时，控制器将太阳能电 池方阵各支路逐路断开；当 蓄电池电压回落到一定值时， 控制器再将太阳能电池方阵 逐路接通，实现对蓄电池组 充电电压和电流的调节。

1. 工程技术方案功能描述该系统设计为光伏系统直流浮充电池，通过DC/AC逆变器为负载提供交流电流的功能。

我们选用了多功能逆变器以使效率达到最大限度的释放，也确保系统更可靠。

工作部分如下：光伏电站拥有100KW的光伏方阵和一个480V/1000kwh的电池组。

100KW PV方阵通过光伏充电控制器浮充蓄电池，最终汇集于终端逆变器。

现有柴油发电站是后备能源。

在雨天，蓄电池的电量会降低，这时柴油发电站将通过ISA混合逆变器的充电功能为电池充电。

如果机房发生问题，柴油发站可以直接给所有负载供电。

1.1项目组成大型离网光伏发电系统主要由下述各部分组成：·光伏阵列：包括PV组件支承结构（支架及基础）接线盒电缆电线等；·控制器：控制器及直流适配器·逆变设备：逆变器；·控制检测系统：包括系统控制数据检测及处理与显示系统远程信息交换；·附属设施：防雷及接地保护控制室办公室网围栏及道路清洁设备。

·过载保护装置： 2套用来保护逆变器及防治过载·数据收集系统1.2技术方案综合考虑技术发展水平及本项目的使用功能和示范性目的，以及管理、施工、运行维护等，在该系统中采用“多支路”的总体设计方案。

·100KWp的支路由15个PV方阵组成，每个PV方阵由20 块太阳电池组件串联，然后两组组件并联，共40块165Wp的组件。

·配备两台SN480120K3S逆变器（其中一台备用）。

·配备控制器型号：SD480250 1台·配备240个2V/2000Ah的蓄电池，240个串联构成480V系统。

1.2.1系统的电气原理结构框图见图图 1-1 发电单元原理框图1.2.2系统构成大型光伏发电系统主要由下述各部分组成:1) 光伏阵列:包括太阳电池组件、支承结构(支架及基础等)、接线箱、电缆电线等;2) 直流-交流逆变设备:包括控制器、配电柜、逆变器、AC适配器等;3) 储能设备:蓄电池、蓄电池支架、蓄电池室;4) 控制检测系统:包括系统控制装置、数据检测及处理与显示系统、远程信息交换设备等;5) 附属设施:防雷及接地保护装置、光电场清洁设备、厂房及办公室、防护围栏、通道及道路等。