專(zhuān)利名稱(chēng)：城市社區(qū)光伏發(fā)電站的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域，尤其是適用于城市社區(qū)的小型并網(wǎng)光伏電站。
背景技術(shù)：
石化能源會(huì)在四十年內(nèi)用罄，并且開(kāi)采成本與難度與日俱增，能源危機(jī)已經(jīng)引起了世界各國(guó)的高度重視，紛紛投入大量的科研力量和經(jīng)費(fèi)用于新能源的研究與開(kāi)發(fā)，其中太陽(yáng)能光伏發(fā)電由于具有資源豐富、清潔無(wú)污染、壽命長(zhǎng)、使用維護(hù)簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)而廣受親睞。目前太陽(yáng)能光伏發(fā)電主要有兩種基本形式，即大型集中式光伏電站和分布式屋頂光伏系統(tǒng)。前者適用于光照條件優(yōu)良、空曠面積廣大的地區(qū)，如沙漠、草原等，采用大規(guī)模集中鋪設(shè)光伏面板、大規(guī)模上網(wǎng)、遠(yuǎn)距離輸送、大范圍消納；而分布式屋頂光伏系統(tǒng)適用于城市、村鎮(zhèn)、邊遠(yuǎn)地區(qū)的獨(dú)立建筑，在用電側(cè)并網(wǎng)，易于就地消納，可作為補(bǔ)充性調(diào)峰電源使用，也無(wú)需對(duì)電網(wǎng)進(jìn)行大的改造。居民社區(qū)光伏發(fā)電是城鎮(zhèn)屋頂光伏系統(tǒng)的ー種重要應(yīng)用形式，與廠礦/企業(yè)/開(kāi)發(fā)區(qū)等屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)相比，居民社區(qū)光伏發(fā)電系統(tǒng)具有以下特點(diǎn)光伏產(chǎn)生電カ時(shí)段是8:00-17:00，高峰時(shí)段在10:00-16:00，而大部分城鎮(zhèn)社區(qū)居民用電高峰卻在晚間，即光伏發(fā)電高峰時(shí)段與用電高峰時(shí)段不一致。以包括50棟居住建筑的社區(qū)為例，屋頂可用于鋪設(shè)光伏面板的有效面積平均約400m2/棟，如果按光伏面板發(fā)電功率為100Wp/m2的保守估計(jì)，則整個(gè)社區(qū)光伏發(fā)電功率約為100Wp/m2X400m2/棟X 50棟=2MWp，而光伏發(fā)電時(shí)段，居民基本在上班或外出，家庭用電量相對(duì)較少，除車(chē)庫(kù)應(yīng)急照明和間歇照明之外，社區(qū)公共設(shè)施由于其重要性而不宜采用光伏系統(tǒng)供電。那么為了不浪費(fèi)電能，社區(qū)屋頂光伏發(fā)電期間需要儲(chǔ)能或者并網(wǎng)。如果采用儲(chǔ)能方式，則儲(chǔ)能系統(tǒng)的投入成本和使用維護(hù)成本都較大，嚴(yán)重降低光伏發(fā)電系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。所以居民社區(qū)屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)饋電是一種更為合理的應(yīng)用形式，而眾多居民社區(qū)屋頂光伏系統(tǒng)并網(wǎng)發(fā)電給市電網(wǎng)絡(luò)的安全運(yùn)行帶來(lái)挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有分布式屋頂光伏系統(tǒng)在城鎮(zhèn)應(yīng)用中存在的光伏電カ浪費(fèi)、分散并網(wǎng)而管理困難等缺點(diǎn)，本發(fā)明提供一種高效、靈活的城市社區(qū)光伏發(fā)電站。為了解決上述技術(shù)問(wèn)題采用的技術(shù)方案為—種城市社區(qū)光伏發(fā)電站，包括屋頂光伏發(fā)電單元、電カ波動(dòng)調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏負(fù)載和調(diào)度控制中心，屋頂光伏發(fā)電單元設(shè)置在獨(dú)棟居民建筑屋頂，所述屋頂光伏發(fā)電單元內(nèi)集中鋪設(shè)光伏面板、匯流和逆變組件；調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)和調(diào)度控制中心設(shè)置在社區(qū)光伏發(fā)電站站房?jī)?nèi)，屋頂光伏發(fā)電單元、電カ波動(dòng)調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)和光伏負(fù)載通過(guò)電カ線路和通信線路連接于所述調(diào)度控制中心。進(jìn)ー步，所述調(diào)度控制中心集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)各屋頂光伏發(fā)電單元實(shí)時(shí)出力狀態(tài)、 調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能狀態(tài)、光伏負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)和光伏電カ傳輸損耗信息，根據(jù)制定的光伏電力內(nèi)部消納和負(fù)載分配策略進(jìn)行內(nèi)部電カ的調(diào)度和平衡控制，實(shí)時(shí)向電カ調(diào)度管理部門(mén)報(bào)送發(fā)電站運(yùn)行狀態(tài)并接受后者的監(jiān)控和調(diào)度。再進(jìn)一歩，電カ調(diào)度管理部門(mén)直接監(jiān)控所述調(diào)度控制中心，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)社區(qū)光伏發(fā)電站的發(fā)電數(shù)據(jù)信息以及預(yù)期輸出功率，結(jié)合當(dāng)前配電網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載狀態(tài)，控制社區(qū)光伏發(fā)電站的并網(wǎng)和離網(wǎng)工作狀態(tài)切換。更進(jìn)一歩，所述電カ波動(dòng)調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)由小容量的蓄電池組和雙向逆變器構(gòu)成。本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思為本發(fā)明提供ー種城市社區(qū)光伏電站結(jié)構(gòu)，將大型居住社區(qū)內(nèi)相對(duì)集中的建筑屋頂光伏發(fā)電裝置利用網(wǎng)絡(luò)化通訊技術(shù)加以互聯(lián)并進(jìn)行電カ集中調(diào)度管理，光伏發(fā)電少部分給社區(qū)內(nèi)部負(fù)載供電，大部分電カ則在集中節(jié)點(diǎn)并網(wǎng)饋入市電網(wǎng)絡(luò)。社區(qū)光伏發(fā)電站具有部分光伏電カ就地消納、在用戶側(cè)集中并網(wǎng)、損耗小、系統(tǒng)安全性高等 優(yōu)點(diǎn)，尤其解決了散戶并網(wǎng)面大、點(diǎn)多、電能質(zhì)量不一致而難以監(jiān)控，以及居民社區(qū)光伏系統(tǒng)發(fā)電高峰時(shí)段與用電高峰時(shí)段嚴(yán)重不一致而導(dǎo)致的光伏電カ浪費(fèi)等問(wèn)題，可作為城鎮(zhèn)補(bǔ)充性調(diào)峰電源，可與現(xiàn)有集中電カ供電系統(tǒng)結(jié)合形成一個(gè)高效、靈活的電カ系統(tǒng)，提高戶用屋頂光伏發(fā)電系統(tǒng)的能源利用率，是屋頂光伏系統(tǒng)應(yīng)用的ー種新的模式。本發(fā)明的有益效果為靈活性好、高效。


圖I為城市社區(qū)光伏發(fā)電站架構(gòu)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明做進(jìn)ー步說(shuō)明。參照?qǐng)D1，ー種城市社區(qū)光伏發(fā)電站，主要由若干屋頂光伏發(fā)電單元、電カ波動(dòng)調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏負(fù)載和調(diào)度控制中心組成。其中屋頂光伏發(fā)電單元設(shè)置在獨(dú)棟居民建筑屋頂，集中鋪設(shè)光伏面板、匯流和逆變組件；調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)和調(diào)度控制中心設(shè)置在社區(qū)光伏發(fā)電站站房?jī)?nèi)。逆變組件通過(guò)居民建筑現(xiàn)有的互聯(lián)網(wǎng)/電視/電話線路與電力部門(mén)調(diào)度控制中心進(jìn)行信息互聯(lián)。電カ部門(mén)調(diào)度控制中心集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)各屋頂光伏發(fā)電單元實(shí)時(shí)出力狀態(tài)、調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能狀態(tài)、光伏負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)、光伏電カ傳輸損耗等信息，根據(jù)研究制定的光伏電カ內(nèi)部消納和負(fù)載分配策略進(jìn)行內(nèi)部電カ的調(diào)度和平衡控制，實(shí)時(shí)向電カ調(diào)度管理部門(mén)報(bào)送本發(fā)電站運(yùn)行狀態(tài)并接受后者的監(jiān)控和調(diào)度。電カ調(diào)度管理部門(mén)直接監(jiān)控調(diào)度控制中心，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)社區(qū)光伏發(fā)電站的發(fā)電數(shù)據(jù)信息以及預(yù)期輸出功率，結(jié)合當(dāng)前配電網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載狀態(tài)，控制社區(qū)光伏發(fā)電站的并網(wǎng)和離網(wǎng)工作狀態(tài)切換。電カ波動(dòng)調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)由小容量的蓄電池組和雙向逆變器構(gòu)成，僅作為平滑間歇性光伏發(fā)電出力波動(dòng)之用，而不作為光伏電カ儲(chǔ)能器。圖I為本發(fā)明的ー個(gè)實(shí)例。屋頂光伏發(fā)電單元I至屋頂光伏發(fā)電單元η由光伏面板和DC-AC逆變器組成，光伏面板設(shè)置在社區(qū)建筑屋頂，DC-AC逆變器設(shè)置在社區(qū)建筑外墻或室內(nèi)；電力波動(dòng)調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)由小容量的蓄電池組和雙向逆變器構(gòu)成，設(shè)置在專(zhuān)用的配電房?jī)?nèi)；光伏負(fù)載由社區(qū)內(nèi)公共照明、室內(nèi)電腦、微波爐、冰箱、電視等小功率電器組成。屋頂光伏發(fā)電單元I至屋頂光伏發(fā)電單元η、電カ波動(dòng)調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)和光伏負(fù)載通過(guò)電カ線路和通信線路連接于調(diào)度控制中心，通過(guò)電カ線路實(shí)現(xiàn)城市社區(qū)光伏電站與配電網(wǎng)的連接，在統(tǒng)ー的集中并網(wǎng)節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)光伏發(fā)電的輸出和市電的引入，通過(guò)通信線路與調(diào)度控制 中心進(jìn)行數(shù)據(jù)和控制信息的通訊。調(diào)度控制中心通過(guò)通信線路與電カ調(diào)度管理部門(mén)聯(lián)接，實(shí)時(shí)向電カ管理部門(mén)報(bào)送城市社區(qū)光伏電站內(nèi)部的運(yùn)行數(shù)據(jù)，并接受電カ調(diào)度管理部門(mén)的監(jiān)瞀和調(diào)控。
權(quán)利要求
1.一種城市社區(qū)光伏發(fā)電站，其特征在于包括屋頂光伏發(fā)電單元、電力波動(dòng)調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏負(fù)載和調(diào)度控制中心，屋頂光伏發(fā)電單元設(shè)置在獨(dú)棟居民建筑屋頂，所述屋頂光伏發(fā)電單元內(nèi)集中鋪設(shè)光伏面板、匯流和逆變組件；調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)和調(diào)度控制中心設(shè)置在社區(qū)光伏發(fā)電站站房?jī)?nèi)，屋頂光伏發(fā)電單元、電力波動(dòng)調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)和光伏負(fù)載通過(guò)電力線路和通信線路連接于所述調(diào)度控制中心。
2.如權(quán)利要求I所述的城市社區(qū)光伏發(fā)電站，其特征在于所述調(diào)度控制中心集中監(jiān)測(cè)系統(tǒng)內(nèi)各屋頂光伏發(fā)電單元實(shí)時(shí)出力狀態(tài)、調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)儲(chǔ)能狀態(tài)、光伏負(fù)載運(yùn)行狀態(tài)和光伏電力傳輸損耗信息，根據(jù)制定的光伏電力內(nèi)部消納和負(fù)載分配策略進(jìn)行內(nèi)部電力的調(diào)度和平衡控制，實(shí)時(shí)向電力調(diào)度管理部門(mén)報(bào)送發(fā)電站運(yùn)行狀態(tài)并接受后者的監(jiān)控和調(diào)度。
3.如權(quán)利要求2所述的城市社區(qū)光伏發(fā)電站，其特征在于電力調(diào)度管理部門(mén)直接監(jiān)控所述調(diào)度控制中心，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)社區(qū)光伏發(fā)電站的發(fā)電數(shù)據(jù)信息以及預(yù)期輸出功率，結(jié)合當(dāng)前配電網(wǎng)絡(luò)的負(fù)載狀態(tài)，控制社區(qū)光伏發(fā)電站的并網(wǎng)和離網(wǎng)工作狀態(tài)切換。
4.如權(quán)利要求Γ3之一所述的城市社區(qū)光伏發(fā)電站，其特征在于所述電力波動(dòng)調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)由小容量的蓄電池組和雙向逆變器構(gòu)成。
全文摘要
一種城市社區(qū)光伏發(fā)電站，包括屋頂光伏發(fā)電單元、電力波動(dòng)調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)、光伏負(fù)載和調(diào)度控制中心，屋頂光伏發(fā)電單元設(shè)置在獨(dú)棟居民建筑屋頂，所述屋頂光伏發(fā)電單元內(nèi)集中鋪設(shè)光伏面板、匯流和逆變組件；調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)和調(diào)度控制中心設(shè)置在專(zhuān)門(mén)的社區(qū)屋頂光伏發(fā)電站站房?jī)?nèi)，屋頂光伏發(fā)電單元、電力波動(dòng)調(diào)峰儲(chǔ)能系統(tǒng)和光伏負(fù)載通過(guò)電力線路和通信線路連接于所述調(diào)度控制中心。本發(fā)明提供一種高效、靈活的城市社區(qū)光伏發(fā)電站。
文檔編號(hào)H02N6/00GK102684227SQ201210177170
公開(kāi)日2012年9月19日 申請(qǐng)日期2012年5月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月29日
發(fā)明者鮑官軍 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)