【文章內(nèi)容簡介】 包學(xué)校。 4 達(dá)巴村聯(lián)校 5 距離拉薩 280 公里，海拔 4900 米，學(xué)生 60 名，教師3 名，屬于三包學(xué)校。 5 門堆完小 5 屬于堆龍德慶縣德慶鄉(xiāng)門堆牧民子弟小學(xué)，距離拉薩120 公里，海拔 4320 米，學(xué)生 63 名，教師 4 名，屬于三包學(xué)校。 總計 30 ? 研究開發(fā) 5kWp、 10kWp 光伏電站的控制、逆變等系統(tǒng)關(guān)鍵技 7 術(shù)，采用先進(jìn)技術(shù)， 制造 實(shí)際設(shè)備用于示范電站；最終形成實(shí)用的具有先進(jìn)技術(shù)的控制、逆變等關(guān)鍵設(shè)備 ； 為獨(dú)立運(yùn)行光伏電站的系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計提供理論依據(jù)。 ? 根據(jù)設(shè)計、建設(shè)和運(yùn)行實(shí)際電站情況，通過采集太陽能資源等環(huán)境參數(shù)和監(jiān)測光伏電站的運(yùn)行數(shù)據(jù)，進(jìn)一步優(yōu)化系統(tǒng)設(shè)計； 2) 年度進(jìn)展目標(biāo)： 2021 年 8 月～ 2021 年 12 月， ? 完成項目審批； ? 完成現(xiàn)場勘察； 確定站址； 確定負(fù)載類型及大??； ? 完成光伏控制器、獨(dú)立運(yùn)行逆變器實(shí)驗(yàn)室臺面試驗(yàn)； ? 完成系統(tǒng)設(shè)計； ? 完成設(shè)備、物資采購； 光伏組件 采購； 完成電氣線路等材料采購； 土建物資采購； 2021 年 1 月～ 2021 年 6 月， ? 完成光伏控制器、獨(dú)立運(yùn)行逆變器樣機(jī)整機(jī)調(diào)試和實(shí)驗(yàn)室試運(yùn)行； ? 完成 5 座電站所需控制逆變設(shè)備的生產(chǎn)、調(diào)試； ? 完成設(shè)備、物資運(yùn)輸； 2021 年 6 月～ 12 月 ? 完成土建配套設(shè)施建設(shè)； ? 完成電站建設(shè)； ? 電站驗(yàn)收。 8 3) 主要考核指標(biāo) 電站總體考核指標(biāo) 總?cè)萘浚骸?30kWp。 系統(tǒng)效率：額定負(fù)載下≥ 85％ 平均無故障運(yùn)行時間：≥ 5000 小時 系統(tǒng)整體壽命：≥ 20 年 太陽光伏組件 ? 效率 13%； ? 運(yùn)行 20 年后，其功率輸出減少量 10%。 ? 產(chǎn)品質(zhì)量和安全性符合 IEC61215 標(biāo)準(zhǔn)要求。 逆變器 ? 逆變器效率： 額定 負(fù)載 下 90%； ? 輸出電壓的總諧波畸變率（ THD）： 5％ ； ? 功率因數(shù)： ； ? 發(fā)電頻率： 50Hz177。1%； ? 輸出電壓： 220V177。5%，單相； ? 輸出波形：正弦波； ? 允許輸入電壓范圍： 90VDC～ 145VDC（ 5KVA 逆變器） 180VDC～ 290VDC（ 10KVA 逆變器） ? 具有休眠喚醒功能； ? 過熱、過載、短路、過壓、欠壓保護(hù)功能。 9 控制器 ? 模塊化設(shè)計，以 5kW 為一個模塊； ? PWM 脈寬調(diào)制式充電方式； ? 允許輸入電壓范圍： 90VDC～ 145VDC（配備 5KVA 逆變器） 180VDC～ 290VDC（配備 10KVA 逆變器） ? 具有太陽能最大功率點(diǎn)跟蹤（ MPPT）控制功能； ? 溫度補(bǔ)償功能； ? 蓄電池容量混合式判斷功能； ? 三階段智能充電功能； 過熱、過載、短路、過壓、欠壓保護(hù)功能。 數(shù)據(jù)采集處理系統(tǒng) ? 可采集并存儲太陽輻照度、太陽能電池板表面溫度、蓄電池表面溫度，環(huán)境溫度、風(fēng)速等環(huán)境參數(shù)以及 光伏充電電流、蓄電池電壓、逆變器輸入電流、逆變器輸出電壓、逆變器輸出電流、逆變器輸入功率、逆變器輸出功率等系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)； ? 可形成各存儲數(shù)據(jù)的日、周、月、年報表和變化曲線； ? 可存儲半年以上系統(tǒng)數(shù)據(jù)； ? 具備與 PC 機(jī)通信功能； ? 具備遠(yuǎn)程有線 /無線通信功能； ? 數(shù)據(jù)存儲芯片可隨時更換。 預(yù)期成果與水平 1) 在 5 所學(xué)校內(nèi)建成 5 座穩(wěn)定運(yùn)行的光伏示范電站； 2) 研制出具有最大功率點(diǎn)跟蹤（ MPPT）控制、蓄電池容量混合式判斷等先進(jìn)功能的光伏電站控制器； 10 3) 研制出具有休眠喚醒等先進(jìn)功能的獨(dú)立運(yùn)行逆變器，并通過示范運(yùn)行進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化推廣； 4) 通過檢測系統(tǒng)獲取系統(tǒng)運(yùn)行數(shù)據(jù)并分析，最終得出此類系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方案。 市場前景和經(jīng)濟(jì)、社會效益 光伏發(fā)電在未來必然成為能源結(jié)構(gòu)中的重要組成部分，各個國家和政府都在大力扶持光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)。不但是現(xiàn)在，在未來 10年甚至 20年內(nèi)，獨(dú)立運(yùn)行光伏發(fā)電仍是解決分散農(nóng)牧民用電的理想途徑。這些地區(qū)包括我國廣大的西北部地區(qū)以及亞非拉地區(qū)一些貧窮落后的國家，獨(dú)立運(yùn)行光伏電站的應(yīng)用在光伏發(fā)電應(yīng)用領(lǐng)域占據(jù)相當(dāng)?shù)谋壤?，具有巨大的市場前景。國家發(fā)改委規(guī)劃在未來 10－ 15 年解決我國無電地區(qū)的用電問題，我國目前還有 1000 多萬無電人口，其中用 光伏及其互補(bǔ)系統(tǒng)是解決其用電問題的主要途徑，獨(dú)立運(yùn)行光伏系統(tǒng)及其關(guān)鍵設(shè)備在我國有巨大需求。 通過本項目的實(shí)施，在為西藏地區(qū) 5 所無電學(xué)校建設(shè)穩(wěn)定運(yùn)行的光伏電站的基礎(chǔ)上，將形成適合西藏氣候特點(diǎn)的具有先進(jìn)技術(shù)水平的獨(dú)立運(yùn)行光伏電站系統(tǒng)控制和逆變關(guān)鍵設(shè)備。這些設(shè)備以高新技術(shù)為基礎(chǔ)，在幾乎不增加硬件成本的前提下，極大提高太陽能的利用效率和系統(tǒng)的可靠性，延長蓄電池的使用壽命，形成系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計方案，從另一個側(cè)面 節(jié)約 了資金的投入，改善了實(shí)際用電效果，同時保護(hù)了生態(tài)環(huán)境。西藏 5 所學(xué)校光伏電站的建設(shè)，也將為解決西藏其他一百余所 無電學(xué)校的用電問題奠定技術(shù)基礎(chǔ)。因此，本項目具有顯著的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。 11 四、 主要研究內(nèi)容 擬重點(diǎn)解決的科學(xué)問題或關(guān)鍵技術(shù) 1) 逆變器休眠喚醒功能的實(shí)現(xiàn)； 2) 采用先進(jìn)的控制策略，提高逆變器負(fù)載響應(yīng)特性和負(fù)載適應(yīng)范圍，提高逆變器可靠性； 3) 太陽能最大功率點(diǎn)跟蹤（ MPPT）控制功能實(shí)現(xiàn)及其產(chǎn)業(yè)化推廣； 4) 蓄電池容量混合式判斷功能的實(shí)現(xiàn)； 5) 蓄電池溫度補(bǔ)償功能的實(shí)現(xiàn)； 6) 三階段智能充電方法的實(shí)現(xiàn)； 7) 監(jiān)測系統(tǒng)的遠(yuǎn)程有線 /無線通信功能； 8) 監(jiān)測系統(tǒng)的海量數(shù)據(jù)存儲功能、異常掉電后數(shù)據(jù)保護(hù)功能； 9) 研究適合西藏地區(qū)實(shí)際情況的小型光伏發(fā)電系 統(tǒng)的系統(tǒng)方案設(shè)計與系統(tǒng)配置設(shè)計； 10) 獲取系統(tǒng)和環(huán)境數(shù)據(jù)，分析實(shí)際測試結(jié)果，并對系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)和優(yōu)化研究。 研究中的創(chuàng)新點(diǎn) 1) 研發(fā) 逆變器 使其具有 休眠喚醒功能 ，根據(jù)負(fù)載情況，在無負(fù)載 時 逆變器自動關(guān)閉主電路， 以 減少 系統(tǒng) 的空載損耗。 2) 在獨(dú)立 電站 運(yùn)行系統(tǒng)控制功能中采用 太陽能最大功率點(diǎn)跟蹤（ MPPT）技術(shù) ，提高 系統(tǒng)的發(fā)電量 。 3) 通過對蓄電池容量 的多信號采集，進(jìn)行 混合式判斷以達(dá)到精確的充放電控制。 12 五、 研究方案 總體研究方案、學(xué)術(shù)思路、技術(shù)途徑 1) 對國內(nèi)外現(xiàn)有逆變器和控制器技術(shù)進(jìn)行調(diào)研，確定設(shè)備研發(fā)的總體技術(shù)方案； 2) 進(jìn)行原理設(shè)計， 包括硬件設(shè)計和軟件設(shè)計； 3) 搭建試驗(yàn)平臺，完成設(shè)備的實(shí)驗(yàn)室臺面實(shí)驗(yàn)； 4) 進(jìn)行設(shè)備結(jié)構(gòu)和工藝設(shè)計，進(jìn)行樣機(jī)制作； 5) 樣機(jī)實(shí)驗(yàn)室調(diào)試和實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行；