重要方向項目可行性研究報告(編輯修改稿)
2025-05-26 12:29 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 理系統(tǒng)216。 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)運行數(shù)據(jù)；216。 可形成各存儲數(shù)據(jù)的日、周、月、年報表和變化曲線；216。 可存儲半年以上系統(tǒng)數(shù)據(jù)；216。 具備與PC機(jī)通信功能；216。 具備遠(yuǎn)程有線/無線通信功能；216。 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)定運行的光伏示范電站；2) 研制出具有最大功率點跟蹤（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；3) 研制出具有休眠喚醒等先進(jìn)功能的獨立運行逆變器，并通過示范運行進(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)，獨立運行光伏發(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，獨立運行光伏電站的應(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系統(tǒng)是解決其用電問題的主要途徑，獨立運行光伏系統(tǒng)及其關(guān)鍵設(shè)備在我國有巨大需求。通過本項目的實施，在為西藏地區(qū)5所無電學(xué)校建設(shè)穩(wěn)定運行的光伏電站的基礎(chǔ)上，將形成適合西藏氣候特點的具有先進(jìn)技術(shù)水平的獨立運行光伏電站系統(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。四、 主要研究內(nèi)容 擬重點解決的科學(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) 太陽能最大功率點跟蹤（MPPT）控制功能實現(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現(xiàn)；5) 蓄電池溫度補償功能的實現(xiàn)；6) 三階段智能充電方法的實現(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) 在獨立電站運行系統(tǒng)控制功能中采用太陽能最大功率點跟蹤（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。 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) 搭建試驗平臺，完成設(shè)備的實驗室臺面實驗；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)實驗室調(diào)試和實驗室運行；6) 樣機(jī)小批量試制；7) 西藏現(xiàn)場試運行，根據(jù)運行情況及時進(jìn)行調(diào)整；8) 通過試運行，獲取設(shè)備運行數(shù)據(jù)和系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)，進(jìn)行設(shè)備改進(jìn)和系統(tǒng)優(yōu)化設(shè)計。 研究方案可行性分析逆變器在空載運行時，消耗的電能一般是其額定功率的2％左右。獨立運行光伏電站中的電能非常寶貴，從邊遠(yuǎn)無電地區(qū)的用電情況來看，在深夜至凌晨時段大多數(shù)情況下無負(fù)載用電。如果逆變器在這個時段持續(xù)空載運行，將造成寶貴電能的浪費，甚至在蓄電池虧電的情況下?lián)p壞蓄電池，嚴(yán)重影響蓄電池的使用壽命。如果逆變器具有休眠喚醒功能，在無負(fù)載情況下自動關(guān)閉，在有負(fù)載的情況下自動恢復(fù)運行，將在很大程度上節(jié)約可觀的電能。從對太陽能電池板的發(fā)電利用率來看，目前在國內(nèi)市場上應(yīng)用的太陽能光伏控制器，普遍沒有對太陽能電池板輸出功率的優(yōu)化功能。太陽能電池板發(fā)電效率低，一方面白白浪費了本來能夠利用的電能，另一方面也造成了初期投資的浪費，耗費大量的資金。通過本項目研究出太陽能最大功率點跟蹤（MPPT）控制算法，可以使太陽能電池板時刻工作在其最大功率輸出狀態(tài)。初步估算，采用MPPT算法的控制器比常規(guī)控制器能提高太陽能電池板輸出功率的10％～20％，在弱光和蓄電池虧電情況下甚至能提高30％，從初期投資和遠(yuǎn)期發(fā)電用電效果來看，具有巨大的意義。獨立運行的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)需要儲能裝置，一般使用鉛酸蓄電池。從對蓄電池的充放電管理方面來看，目前無論是國內(nèi)還是國外，普遍比較簡單。特別是國內(nèi)，對蓄電池容量的判斷基本采用單一的電壓點控制方式。然而蓄電池的實際容量不但跟其端電壓有關(guān)，還跟電解液溫度，充放電電流以及其本身固有特性等有關(guān)。如果對蓄電池的容量判斷不準(zhǔn)確，造成過充電或過放電，一方面必然會影響蓄電池的使用壽命，甚至發(fā)生危險；另一方面，蓄電池的損壞必然會導(dǎo)致額外的資金再投入，并且蓄電池回收頻率增高也會給環(huán)保造成額外的壓力。因此，如果能夠盡可能準(zhǔn)確的判斷蓄電池的容量，并采取有效合理的充電模式具有非常大的意義。本項目的創(chuàng)新點“蓄電池特性自學(xué)習(xí)算法”、“蓄電池容量混合式判斷算法”、“三階段智能充電算法
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