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摘要:近年来,随着电力的快速发展,电能已经成为维持社会正常运行的重要能源。在能源资源紧张的时代背景中,太阳能等可再生性、清洁性能源在现代产业发展中占据重要地位,其对光伏发电产业持续发展进程起到推动作用。分布式光伏发电系统具有无占地性、无噪音、无污染、架设电安设电线路就可发电等优势特征,故而得到较广泛应用。
关键词:分布式;并网光伏发电站系统;技术
引言
中国新能源的发展速度非常快,千万级的风电基地建设速度极快,体现出了集中化、分布式的开发特点,同时其他形式的发电也在极快地进行普及。光伏发电等产业可能会进行爆发化的成长,用户的电能使用正在不断的进行改善与优化,太阳能发电技术正在逐步的开展,光伏发电的普及率越来越高,电网中对于智能化的要求越来越大,用户信息和电网信息需要通过光伏发电的手段来进行处理,国家能源局也于2017年2月,正式发文要进行分布式的能源改造。从政策导向上进一步确立了分布式能源和智能电网的地位与发展方向。智能电网也是中国电网发展的内在需求。可以说,智能电网未来发展的趋势是不会改变的,近年来很多的高新技术进行发展,计算机、自动化等技术在电网中得到了广泛的推广。
1光伏发电系统特征
1.1光伏发电系统原理及组成
光伏发电是建立在光生伏打效应的基础之上,通过光照引起电动势能的生成,进而生成电能,其基本的特性与二极管类似,借助光伏电池中的PN结将光能有效的转化为电能。当有太阳光照射到PN结上时,就会在PN结的表面生成新的电子-空穴对,电子就会在势能的作用下由P区流入到N区,而空穴对应的就会由N区流入到P区,在联通的状态下,电路中就会形成电流。由光伏发电的原理可知,光伏阵列具有非线性输出的特性,当光照保持不变时,随着周围环境温度的升高,其开路电压和短路电流会呈现出下降的趋势;当温度保持不变时,随着光照强度的增加,其开路电压和短路电流会呈现出上升的趋势。
1.2太阳能光伏发电系统的并网要求
电能质量对于光伏发电系统顺利接入到当地电网具有决定性的影响,为了确保光伏系统能够顺利地将电能输送至当地交流负荷之中,其电能的电压偏差、频率、谐波以及功率等参数需要满足一定的条件。一旦光伏发电系统检测到电能参数偏离标准要求后,系统能够及时断开与电网的连接,进而避免给电网带来不利影响。三相电压的允许偏差为额定电压的±7%,单相电压的允许偏差为额定电压的+7%-10%,电网的额定频率为50Hz。
2分布式光伏并网发电系统的相关技术
2.1并网控制技术
从宏观的角度分析分布式光伏发电系统特征有能源来源渠道广泛、电流器并网数量繁多,其能提升系统的发电效率,检测输电线路长度,但同时其运行期间安全性受到一定威胁,为保证该发电系统在发电期间能安稳供电,此时对并网推行一定控制措施是必须进行的事宜,当下我国针对并网控制技术的研究主要包括如下几方面内容:(1)分布式并网发电系统在独立运转状态下电压与频率能实现对其协调性、有效性控制。(2)能源的多样化来源渠道及并网逆变器的分布模式,促使发电系统并网运转期间能强化电网的协调性与规范性。(3)检测无盲区孤岛。该目标的实现需以发电系统有关特征为凭据,进而实现对网内电气性能指标的深度性研究。
2.2运行控制技术
目前我国分布式光伏并网发电系统的运行模式主要有如下两种,一是上级调控监控中心的控制,二是系统智能化控制。运行控制技术在发的系统发电过程中的应用主要是采用实时动态性采集系统运转所处环境温度、辐射强度、交流输出电压及电流等指标,当被采集的数据与电脑系统输出功率相关规定相符时,提示光伏发电系统可依照效率最高的原则,自行在恒压恒功率恒电流及最大功率为点追踪模式中作出最有利选择。在恒压运行模式下,逆变器中的直流母线电压指标不变,电压值是开路电压的70.0%左右;而在恒功率运行模式下,技术人员可结合需求,连续调整指标。并网结合电力系统相关命令,进行规范性的发电作业;在恒流工运行模式下,并网发电目标的实现是以恒定交流电流为基础,此时逆变器电流指标高低也能被连续调控,在最大功率位点追踪运行模式,逆变器不仅能达到对太阳能电池板发电电压的动态性监测,还可实现对电流电压指标的全程追踪,保证不同时间点并网发电作业的连贯性、有效性。
2.3锁相环控制技术
将该技术应用于光伏发电系统并网中,能实现对电网输出交流电与市电同频共相的有效调控。从本质上分析,其属于一类反馈控制电路。在接收外部信号后,和自体信息系统信号作出对比性分析,进而利用其内部的有关环节控制,实现对内部回路信号相位与频率指标的调控,最后将信号传递至外界。在锁相环控制技术中,最明显功能是检测输入出信号的相位差,同时能顺利将相位差转型为电压信号,若输出信号形成较大波动时,进相器传导出的电压信号也会形成纹波。环路滤波器的能是对这些电路信号计算平均值,同时剔除纹波,获得运行相对平稳的电压信号。压控振荡器在接收运行稳定电压信号方面体现出较大优越性,同时能生成一定频率的输出信号,当输出信号传导至开关管的控制电路内时,就能实现对开关启闭过程的控制,促使逆变器输出电能和市电达成同频共相的运行模式。
3分布式光伏并网发电系统对配电网电能质量的影响
在光伏发电系统并网之后可能会造成电流电压发生畸变,因为光伏发电系统一般需要通过电力电子转换模块而来对其进行换流,这样就可能会引起高次谐波电流,带来谐波的畸变。这使得电网的电压有一定的损失,如果在光伏发电系统的电容或者是电感参数设置不当,就可能会使得谐波更加严重,造成较为明显的畸变,使得电能质量受到影响。继电接触控制线路系统对于主电路的结构要求是比较高的,它可以对于负载侧的谐波电流进行有效的滤波,其可以被控制成为一个等效的谐波阻抗,它能够使得光伏并网设备总的串联谐波阻抗对于各次谐波等效应都是0,可以使得所有的负载谐波电流进入到光伏并网设备的支路当中,达到对于光伏并网设备的效果增强的目的。其也能够加强光伏并网设备的输出补偿电压,电流在经过光伏并网设备时,用滤波器可以对其进行控制,使得其进行有效的补偿。电源在畸变的时候所产生的畸变电流受到抑制,光伏并网设备对于基波电流无法进行直接的滤除,而是通过提高光伏并网设备的滤波效果,使其补偿电压不含有基波电压,仅仅只有谐波的电压,所以功率容量比较小,经济性能较好,有利于对于大容量的负载进行补偿。
结束语
目前,光伏发电并网系统可以利用控制顺序逻辑来进行通用型的操作,同时可以进行多任务的处理,可以有效地提升管理速度,其还可以进行回路调节,传统的设备的通讯能力非常差。因此,只能进行设备的监控与简单的控制,但是目前來说设备已经逐渐完善,其可以进行有线和无线通讯,这样就可以使得控制更加的简洁,效率较高。
参考文献
[1]黄鑫,易映萍,范丽君.大功率光伏并网发电系统RTDS的建模与仿真[J].电力系统自动化,2017,38(22):32-37.
[2]张明光,陈晓婧.光伏并网发电系统的低电压穿越控制策略[J].电力系统保护与控制,2018,42(11):28-33.
[3]陈燕东,罗安,彭自强,等.光伏并网发电与无功补偿的鲁棒预测控制[J].电工技术学报,2018,28(11):239-246+253.
关键词:分布式;并网光伏发电站系统;技术
引言
中国新能源的发展速度非常快,千万级的风电基地建设速度极快,体现出了集中化、分布式的开发特点,同时其他形式的发电也在极快地进行普及。光伏发电等产业可能会进行爆发化的成长,用户的电能使用正在不断的进行改善与优化,太阳能发电技术正在逐步的开展,光伏发电的普及率越来越高,电网中对于智能化的要求越来越大,用户信息和电网信息需要通过光伏发电的手段来进行处理,国家能源局也于2017年2月,正式发文要进行分布式的能源改造。从政策导向上进一步确立了分布式能源和智能电网的地位与发展方向。智能电网也是中国电网发展的内在需求。可以说,智能电网未来发展的趋势是不会改变的,近年来很多的高新技术进行发展,计算机、自动化等技术在电网中得到了广泛的推广。
1光伏发电系统特征
1.1光伏发电系统原理及组成
光伏发电是建立在光生伏打效应的基础之上,通过光照引起电动势能的生成,进而生成电能,其基本的特性与二极管类似,借助光伏电池中的PN结将光能有效的转化为电能。当有太阳光照射到PN结上时,就会在PN结的表面生成新的电子-空穴对,电子就会在势能的作用下由P区流入到N区,而空穴对应的就会由N区流入到P区,在联通的状态下,电路中就会形成电流。由光伏发电的原理可知,光伏阵列具有非线性输出的特性,当光照保持不变时,随着周围环境温度的升高,其开路电压和短路电流会呈现出下降的趋势;当温度保持不变时,随着光照强度的增加,其开路电压和短路电流会呈现出上升的趋势。
1.2太阳能光伏发电系统的并网要求
电能质量对于光伏发电系统顺利接入到当地电网具有决定性的影响,为了确保光伏系统能够顺利地将电能输送至当地交流负荷之中,其电能的电压偏差、频率、谐波以及功率等参数需要满足一定的条件。一旦光伏发电系统检测到电能参数偏离标准要求后,系统能够及时断开与电网的连接,进而避免给电网带来不利影响。三相电压的允许偏差为额定电压的±7%,单相电压的允许偏差为额定电压的+7%-10%,电网的额定频率为50Hz。
2分布式光伏并网发电系统的相关技术
2.1并网控制技术
从宏观的角度分析分布式光伏发电系统特征有能源来源渠道广泛、电流器并网数量繁多,其能提升系统的发电效率,检测输电线路长度,但同时其运行期间安全性受到一定威胁,为保证该发电系统在发电期间能安稳供电,此时对并网推行一定控制措施是必须进行的事宜,当下我国针对并网控制技术的研究主要包括如下几方面内容:(1)分布式并网发电系统在独立运转状态下电压与频率能实现对其协调性、有效性控制。(2)能源的多样化来源渠道及并网逆变器的分布模式,促使发电系统并网运转期间能强化电网的协调性与规范性。(3)检测无盲区孤岛。该目标的实现需以发电系统有关特征为凭据,进而实现对网内电气性能指标的深度性研究。
2.2运行控制技术
目前我国分布式光伏并网发电系统的运行模式主要有如下两种,一是上级调控监控中心的控制,二是系统智能化控制。运行控制技术在发的系统发电过程中的应用主要是采用实时动态性采集系统运转所处环境温度、辐射强度、交流输出电压及电流等指标,当被采集的数据与电脑系统输出功率相关规定相符时,提示光伏发电系统可依照效率最高的原则,自行在恒压恒功率恒电流及最大功率为点追踪模式中作出最有利选择。在恒压运行模式下,逆变器中的直流母线电压指标不变,电压值是开路电压的70.0%左右;而在恒功率运行模式下,技术人员可结合需求,连续调整指标。并网结合电力系统相关命令,进行规范性的发电作业;在恒流工运行模式下,并网发电目标的实现是以恒定交流电流为基础,此时逆变器电流指标高低也能被连续调控,在最大功率位点追踪运行模式,逆变器不仅能达到对太阳能电池板发电电压的动态性监测,还可实现对电流电压指标的全程追踪,保证不同时间点并网发电作业的连贯性、有效性。
2.3锁相环控制技术
将该技术应用于光伏发电系统并网中,能实现对电网输出交流电与市电同频共相的有效调控。从本质上分析,其属于一类反馈控制电路。在接收外部信号后,和自体信息系统信号作出对比性分析,进而利用其内部的有关环节控制,实现对内部回路信号相位与频率指标的调控,最后将信号传递至外界。在锁相环控制技术中,最明显功能是检测输入出信号的相位差,同时能顺利将相位差转型为电压信号,若输出信号形成较大波动时,进相器传导出的电压信号也会形成纹波。环路滤波器的能是对这些电路信号计算平均值,同时剔除纹波,获得运行相对平稳的电压信号。压控振荡器在接收运行稳定电压信号方面体现出较大优越性,同时能生成一定频率的输出信号,当输出信号传导至开关管的控制电路内时,就能实现对开关启闭过程的控制,促使逆变器输出电能和市电达成同频共相的运行模式。
3分布式光伏并网发电系统对配电网电能质量的影响
在光伏发电系统并网之后可能会造成电流电压发生畸变,因为光伏发电系统一般需要通过电力电子转换模块而来对其进行换流,这样就可能会引起高次谐波电流,带来谐波的畸变。这使得电网的电压有一定的损失,如果在光伏发电系统的电容或者是电感参数设置不当,就可能会使得谐波更加严重,造成较为明显的畸变,使得电能质量受到影响。继电接触控制线路系统对于主电路的结构要求是比较高的,它可以对于负载侧的谐波电流进行有效的滤波,其可以被控制成为一个等效的谐波阻抗,它能够使得光伏并网设备总的串联谐波阻抗对于各次谐波等效应都是0,可以使得所有的负载谐波电流进入到光伏并网设备的支路当中,达到对于光伏并网设备的效果增强的目的。其也能够加强光伏并网设备的输出补偿电压,电流在经过光伏并网设备时,用滤波器可以对其进行控制,使得其进行有效的补偿。电源在畸变的时候所产生的畸变电流受到抑制,光伏并网设备对于基波电流无法进行直接的滤除,而是通过提高光伏并网设备的滤波效果,使其补偿电压不含有基波电压,仅仅只有谐波的电压,所以功率容量比较小,经济性能较好,有利于对于大容量的负载进行补偿。
结束语
目前,光伏发电并网系统可以利用控制顺序逻辑来进行通用型的操作,同时可以进行多任务的处理,可以有效地提升管理速度,其还可以进行回路调节,传统的设备的通讯能力非常差。因此,只能进行设备的监控与简单的控制,但是目前來说设备已经逐渐完善,其可以进行有线和无线通讯,这样就可以使得控制更加的简洁,效率较高。
参考文献
[1]黄鑫,易映萍,范丽君.大功率光伏并网发电系统RTDS的建模与仿真[J].电力系统自动化,2017,38(22):32-37.
[2]张明光,陈晓婧.光伏并网发电系统的低电压穿越控制策略[J].电力系统保护与控制,2018,42(11):28-33.
[3]陈燕东,罗安,彭自强,等.光伏并网发电与无功补偿的鲁棒预测控制[J].电工技术学报,2018,28(11):239-246+253.