余电的消耗形式如图1所示,余电真的会进入电网的源头吗?
图1
通俗【sú】的说,并网逆变【biàn】器跟随大电【diàn】网的电压的幅度和相位,不能改变大电网的【de】电压【yā】,只【zhī】能往上送电流,因【yīn】此【cǐ】被看做【zuò】电【diàn】流【liú】源。如图2所【suǒ】示,逆变器与电网【wǎng】的等【děng】效关系是带有N个负【fù】载【zǎi】(R和L)的电流源I(逆变器)与电压源U(电网)的并联。
图2
如图3所示,能量从逆变器流向电网【wǎng】的过程【chéng】中不【bú】断【duàn】地被消耗,在【zài】真正流至电网前被消耗完,可能有少量没有被消耗流向【xiàng】电网造成轻微的冲击,一【yī】般【bān】在【zài】考虑【lǜ】光伏系统接入量的时【shí】候通过对【duì】装机容量的限制已经基【jī】本避免了对电【diàn】网造成冲击【jī】的问题【tí】。
图3
装机容量的限制,如图4所示G是日【rì】常电网【wǎng】的出力【lì】特性曲线,当存【cún】在光【guāng】伏发【fā】电PV时,电【diàn】网出力【lì】特性曲线变为G’。
图4
但在【zài】白天照射到组【zǔ】件【jiàn】的【de】光强【qiáng】强弱【ruò】会【huì】随着云或其他遮挡物的影响产生变【biàn】化,如图5所示,在【zài】有遮【zhē】挡物【wù】的情况下,PV的功率【lǜ】下降,电【diàn】网功率上升,当遮挡物消失时,PV的功率回升【shēng】,电网功【gōng】率再次下降。
图5
通过以【yǐ】上的说明不难看【kàn】出,光伏发电会对电网【wǎng】的【de】稳定造成些【xiē】许影响,所幸【xìng】该影响【xiǎng】是有限的也【yě】是可控的。
如图6所示,通过升压确保了电流向外的流向。
图6
如图7所【suǒ】示,而实际情况下,逆变器侧电网电压【yā】并不等【děng】于【yú】并网点的电压。
图7
U是并网【wǎng】点的电压【yā】,U’是逆变器【qì】侧电网电压,在实际情况下逆变器【qì】与并网点的距【jù】离【lí】较远,存在线阻R,U’=U+IR。
当存在高【gāo】阻抗【kàng】问题,会【huì】引起输出电流震荡,而后跳脱,逆变【biàn】器会进入Fault状【zhuàng】态【tài】并产生报错,也【yě】就是我们常见到的电【diàn】网电压超限和【hé】电网频率超限【xiàn】。
下面我们以逆变器输出【chū】最大交流电25A为【wéi】例【lì】,最大交流功率为【wéi】5100W,最【zuì】大交流【liú】电流为25A,并网点电压【yā】为220V,使用YJV-3*4mm²、YJV-3*6mm²、YJV-3*6mm²进行对【duì】比。(由于大部【bù】分逆【nì】变器的最大【dà】交【jiāo】流【liú】电流【liú】都小于40A,故【gù】使【shǐ】用经验值:每mm²的铜芯交流线缆可承【chéng】载3~5A的【de】电【diàn】流。)
①YJV-3*4mm²:百米线阻0.4375Ω,
U’=U+IR=220V+25A*0.4375Ω≈230.9V
P=IR²=25A*0.4375Ω²≈4.6W
Q=Pt=4.6W*6h*365=10074Wh=10.074KWh
②YJV-3*6mm²:百米线阻0.29Ω,
U’=U+IR=220V+25A*0.29Ω=227.25V
P=IR²=25A*0.29Ω²≈2.1W
Q=Pt=2.1W*6h*365=4599Wh=4.599KWh
③YJV-3*10mm²:百米线阻0.175Ω,
U’=U+IR=220V+25A*0.175Ω≈224.4V
P=IR²=25A*0.175Ω²≈0.8W
Q=Pt=0.8W*6h*365=1752Wh=1.752KWh
通过以【yǐ】上计算不难看出【chū】,线径越粗对【duì】逆变器端的电网【wǎng】电【diàn】压影响越小,正常【cháng】工作的时间也【yě】会变长,且【qiě】耗费的【de】能【néng】量就越少,上述【shù】是【shì】以最大输出电流为25A的【de】逆变器来计【jì】算【suàn】的,如果是大【dà】型项目耗费的能量就很可观了。
注:为了便于理【lǐ】解及计【jì】算,并【bìng】未算入【rù】感性负载,若【ruò】加入的话对比将【jiāng】会更明显;交流电计【jì】算稍微复杂一些【xiē】,由【yóu】于不影响结果计算方式用的【de】是直流电的算法,便【biàn】于理解。