35kV母线上的无功补偿装置

来源:投稿网 时间:2024-03-14 10:00:03

随着人们对新能源长期探索的经验，开发利用太阳能资源可以有效缓解当前世界面临的一系列能源短缺，更能减少环境污染，有利于生态环境的发展，促进资源回收，因此，可再生能源也将成为最理想的替代能源之一。太阳能光伏发电技术作为一种新型的太阳能资源利用技术，已逐步应用于各行业，成为关键的研究对象。在未来的能源发展中，对太阳能光伏发电的研究是必不可少的[1]。

太阳能光伏发电相关概述。

原理分析

具体来说，太阳能光伏发电的原理是光生伏特效。因为太阳能电池在这个过程中会起到能量转换的作用，当太阳光接触到太阳能电池时，大部分功能都会被电池吸收，从而形成光生电子。在内建电场的控制下，这种光生电子可能与空穴发生隔离反应，经过一段时间的积累，1号电荷中的隔离反应会形成光生电压。在光伏电力系统中，最重要的是发电元件，即太阳能电池板，其内部材料属性会直接影响甚至决定能量效率转换的水平。以小型发电厂为例，另一侧作为独立发电系统，可在其闭路系统内形成电路并网发电系统，可通过光伏数组接收太阳辐射的能量，然后通过高频直流转换为高压直流电；逆变器后，输出相同频率的正弦交流电流[2]。

组成分析

第一个是太阳能电池板。与普通电池和可回收电池相比，太阳能电池具有更突出的环保优势，也是国家倡导的绿色产品。然而，太阳能电池板的使用将受到外部环境的影响，电池板的内部材料将随着时间的推移逐渐老化。目前，新型太阳能电池板上的涂层吸收能量较高。与传统的普通太阳能电池板相比，阳光吸收率高达30%，其次是太阳能控制器。对于离网系统，需要配备电池，无论是组成还是应用。特别是在光伏电池的能量转换中，即使没有负载，也需要加强对电能储存和备用的控制[3]。当处于交流负载状态时，需要将变换器转换为直流电。在直流负载状态下，太阳能光伏发电系统产生的电能不匹配。因此，在工作中需要增加对电流的控制。当处于交流负载状态时，需要将变换器转换为直流电源。第三，太阳能光伏发电系统产生的逆变器不匹配。逆变器的存在，一是可以将直流电流转换为交流电流装置，是光伏发电系统的重要组成部分，二是确保输出功率能够有效地满足电网功率对电压和频率的指标要求。而且对逆变器的配置和安装也有很高的要求，包括以下几个方面，一是逆变器输出正弦波电流；二是逆变器负荷和阳光变化大，不受外部环境干扰；三是逆变器可使光伏方阵在最大功率点工作；第四，逆变器具有体积小、可靠性小的优点，更好地满足并网光伏发电[4]的需求。

重要性

由于太阳能资源是一种非常丰富的自然资源，它在人们的日常生产和生活中起着非常重要的作用。为了最大限度地利用太阳能资源，近年来，许多专家学者对其进行了深入的研究。由于中国幅员辽阔，太阳能资源丰富，西部地区地形多样，居民生活方式相对分散，这种客观情况更有利于太阳能的吸收和利用。太阳能光伏发电具有一定的安全性和可靠性，不会对周围环境产生一定的影响。因此，我国光伏技术发展迅速，形成了太阳能光伏发电系统零消耗、零污染、零排放状态，也是市场上最丰富的绿色发电技术。

基于太阳能发电的光伏阵列电气系统设计。

无功补偿设计。

在该系统中，35kV的开关站将包括两极电压，其中0.8kV为变电站中的低压侧电压，35kV为逆变期后太阳能电池板产生的高压电压。为了确保光伏发电系统在并网区域的电压保持稳定，也可以完成无功的当地补偿策略。因此，在35kV的母线上，通常安装一个可调节的无功补偿装置。根据连接系统确定安装的最终补偿装置类型和补偿容量。无功补偿装置的安装可以有效提高互联网电能的质量，更有效地降低压降，提供系统的功率因素。因此，两个12kV电容器和相应的放电线圈将串联在35kV母线的一段母线上，使用两个相同参数的线圈进行二次缠绕，并可连接当系统出现问题时，两个电压会不同，导致跳闸和信号关闭，主电路可以更好地维护信号和电气设备。

首先，输入电容器设计。由于光伏电池阵列具有非线性电池的特性，光伏电池的输出功率会随着环境的变化而变化。如果输入电容器，光伏电池的输出电压电流也会在开关中波动，并影响最大功率点的稳定性。因此，为了保证其最大功率点的稳定性，应保证输入电容器的稳定性。

其中，VD1为防反充电二级管，VD2为防反接二极管。T1.T2为开关。当T1并联在太阳能电池方阵的输出端，白天有阳光充电时，太阳能电池板会给电池充电。当内部电压过高时，会起到充电保护作用。因此，智能控制器的存在可以有效控制太阳能电池对电池充电的自动控制。一方面可以快速及时收集光伏系统发电的工作状态，另一方面可以快速积累太阳能光伏发电中的历史数据和以往的数据通信，集中管理多个光伏系统。

模拟光伏逆变控制系统。

本文采用可视化仿真工具，可广泛应用于线性系统。MATLAB中的Simulink提供了建模方块图的图形用户界面。太阳能光伏电池电路图如图3-4所示，由电流源、晶体二极管和电阻组成。

根据光伏电池的数学模型和特点，利用模拟工具建立和完善光伏电池模块的模拟模型。为了更真实、更准确地反映数据的真实性和有效性，应在原有等效电路的基础上进行类似的处理。本文选用正弦波逆变器，采用脉宽调制SPWM，建立DC-AC单相逆变器模型，采用离散PWM脉冲信号控制可控开关，IGBT额定电压300V，额定电流25A。

在实际应用过程中，逆变器可以有效地满足电池充电要求，取得良好的效果，不仅可以提高太阳能利用率，还可以提高设备的使用寿命。

结论：总之，太阳能光伏发电技术的优势非常明显，为了更好地提高太阳能光伏发电水平，实施节能减排和可持续发展战略，需要积极制定相关措施，完善相关行业规范，为未来的绿色项目贡献更多的思想依据和技术保障。