古瑞瓦特:詳解各種類型的油光組合系統
在一些遠離大電網的偏遠山區和海島,人們為了取得電能,提供日常生活便利,常用燃油發電機來提供電源。近年來隨着光伏系統的成本逐年下降。在當前柴油價格趨於上漲的形勢下,光伏發電系統也開始進入人們的視野,實踐證明,燃油發電機組和光伏系統構成的發電系統,具有更好的經濟性。
▲古瑞瓦特印尼案例
隨着技術的向前發展,目前油光組合的系統具有多樣性,離網逆變器、併網逆變器、離併網逆變器、雙向儲能逆變器等都可以和燃油發電機組構成系統,由於技術路線不一樣,系統成本和可靠性也相差比較大,投資方可根據客户的實際需求,選擇合適的方案。
離網逆變器和燃油發電機互補方案
這種方案採用離網逆變控制一體機,帶燃油發電機輸入接口。當光伏輸入充足時,由光伏給負載供電,用不完的電存入蓄電池中;當光伏輸入不足時,由光伏和蓄電池共同給負載供電,當蓄電池的電也不夠時,系統啓動燃油發電機,經過逆變器旁路開關給負載供電。
燃油發電機與光伏離網系統構成的供電系統,初始投資成本低,系統設備不多,也不需要複雜的設計,後期維護成本也低。不足之處就是光伏和燃油發電機不能並機,不能同時給負載供電,二者之間只能二選一,還存在切換時間,難以完全保障重要負載不間斷運行。這種方案比較適合對用電要求不是特別高,而預算有限制的中小型用電系統。
帶儲能的併網逆變器和燃油發電機互補方案
這種方案採用併網逆變器、雙向儲能逆變器和燃油發電機(或者並離網一體機和燃油發電機)等設備組成。當光伏輸入充足時,由光伏給負載供電,用不完的電存入蓄電池中;當光伏輸入不足時,由光伏和蓄電池共同給負載供電,當蓄電池的電也不夠時,系統啓動燃油發電機,這時可以選擇光伏給蓄電池充電,燃油發電機給負載供電,也可選擇光伏、蓄電池、燃油發電機一起給負載供電,或者蓄電池和燃油發電機一起給負載供電,比較靈活。
燃油發電機與光伏併網儲能系統構成供電系統,與離網系統加燃油發電機相比,配置更靈活,使用普通的併網逆變器即可,光伏和儲能以及油機可以自由組合,不需要1:1去設計,各種設備的功率可以疊加,可降低初期投資;併網逆變器效率更高,可最大化利用太陽能;可組成更大的系統,從100kW到幾十MW都可組建;光伏和燃油發電機之間無縫切換,可以保障重要負載不間斷運行。不足之處是系統設備多,造價高,控制系統複雜,售後成本高。
併網逆變器和燃油發電機並機方案
這種方案採用併網逆變器和燃油發電機等設備組成,沒有儲能系統,系統簡單,成本低,一般要求燃油發電機的功率比並網逆變器大3倍以上,而且對併網逆變器和燃油發電機的性能還有一定的要求。
這種系統以燃油發電機為主,光伏為輔,光伏發電的作用是減少燃料的損耗。一般情況下,由燃油發電機給負載供電,當有光伏時,逆變器併入燃油發電機系統,由光伏和燃油發電機共同給負載供電,當負載功率大於光伏時,光伏逆變器以最大功率輸出,燃油發電機自動調節功率,保持系統穩定。當負載功率小於光伏時,燃油發電機停止,光伏逆變器進入離網狀態,最大功率追蹤功能關閉,光伏逆變器的輸出功率跟隨負載;當負載功率上升超過光伏功率時,又重新啓動燃油發電機。
這種併網逆變器和燃油發電機直接並機的方案,成本最低,可節省昂貴的儲能費用,但應用受到限制:首先必須是燃油發電機為主的發電場所;二是併網逆變器要定製,逆變器併入電網和併入燃油發電機組有很大的不同,交流電壓頻率保護值、孤島檢測方式都要有大的改動,逆變器同時還要具備不帶儲能的離網功能,而常規的併網逆變器不具備這些功能。
總結
光伏和燃油機發電各有特點,光伏發電初期投資高,後期不需要補充原材料,是一次性投入,運營維護成本低;燃油機發電初始投資成本不高,後期需要補充燃油,是多次性投入,運營維護成本高。在50kW以下的小型用電系統,對負載用電要求不是特別高的系統,建議採用離網逆變器和燃油發電機互補方案,成本低,設備可靠性高;50kW以上中大型用電系統,建議採用帶儲能的併網逆變器和燃油發電機互補方案,配置靈活、效率高,度電成本低;超過500kW,並且原來已有燃油機發電的場合,建議採用併網逆變器和燃油發電機並機方案,成本最低。
▲古瑞瓦特離網逆變器系列