分布式光伏发电运行控制技术分析

分布式光伏发电运行控制技术分析

武振北

朝阳燕山湖发电有限公司 辽宁省朝阳市 122000

摘要：利用光能发电是电力行业发展过程中的重要趋势，光伏发电模式是光能发电领域中的一种重要实践技术，光伏发电机组是一种特殊的发电设备，因为光伏发电本身与常规电源不同，具有随机性、间接性，在发电系统中必须要加强对光伏发电技术的控制。分布式光伏发电技术是并网型光伏发电系统，以太阳能光伏阵列直接将太阳能转化为直流电源，而且系统的稳定性较高，当光伏发电系统出现故障的时候可以启动自动保护功能，使得光伏发电系统与交流母线之间脱离，实现并网与离网之间的过渡。

关键词：分布式光伏发电；发电技术；光伏发电系统；分布式控制

中图分类号：TE02

文献标识码：A

引言

能源开发与合理运用是国家发展的重要内容，但是能源开发也出现诸多环境问题，而这些环境问题则加剧现有环境污染的程度。技术研发对新能源开发以及实践运用提供较强的技术支持，尤其是风能等新能源得到更好的发展，通过这些清洁能源的合理运用可以逐渐减少煤炭等资源利用所导致的环境污染问题。而集散控制能将清洁能源作为发展基础，在光伏发电系统中进行运用从而改善传统光伏发电所造成的系统缺陷，这样可以保障电力能源储存、科学转化的效率。

1光伏发电系统概述

光伏发电技术是利用半导体界面的光生伏特效应将光能直接转化为直流电的技术，太阳能作为清洁、可持续能源，在发电系统中的应用前景越来越大，在当前的发电系统中有多种形式的光伏发电系统，常用的是独立太阳能光伏发电系统、并网太阳能光伏发电系统、分布式太阳能光伏发电系统。其中独立光伏发电系统是一种独立运行的发电系统，和电网之间没有联系，一般建立在与电力系统相隔较远的边远地区或者野外，白天太阳能丰富的时候可以将太阳能转化为电能，储存在蓄电池中供晚上使用。但独立光伏发电系统的稳定性不高，所以一般都会建立一个普通的辅助电站，一旦出现故障时可以应急，所以独立光伏发电系统的成本较高。并网光伏发电系统的一个特点是将光伏发电设备与电网并网连接在一起进行发电的一种模式，光伏发电系统产生的电能必须要经过逆变器转化之后才可以送入电网，不需要蓄电池，而且运行比独立光伏发电系统稳定，成本更低。这两种发电系统都有一定的局限性，随着电力行业的不断发展，发电技术的研究也越来越深入，产生了一种新的发电模式，即分布式光伏发电，该模式是一种就近发电、就近并网利用的发电模式，属于家庭发电模式中的一种，具有很高的节能性、环保性，而且分布式光伏发电系统使用十分便捷，群众可以在自家屋顶以及户外场地中选择合适的位置进行安装，安装过程简便，设备的空间占用率小，由于优点众多，当前分布式光伏发电的应用越来越广泛。

2分布式光伏发电运行控制技术要点

2.1实时处理

集散控制不仅对网络技术进行融合，同时也将自控以及通信等技术融入到系统中，所在进行光伏发电的过程中应该关注到集散控制以及实时处理的技术要素，将发电实践中进行拓扑学的拆分，更加明确需要控制的技术环节以实现各个环节的控制工作。例如光伏发电系统分为组件以及逆变器等方面的结构，需要做好这几方面的控制要点，重点对变压设备以及能源储存设备的实时控制。这样可以获得不同设备的工作状态，立足智能化提高监控器的配置效果。此外，技术人员也可以通过串联方式对组件进行智能化的控制与技术检测，通过CAN总线和通信线路进行连接，能够将监控器实施自主化的运行控制。立足实时处理可以在发现数据采集异常或者是系统需要进行默认程序的过程中进行计算机指令的发布。这样能实施自动化运行，对要点数据进行有效的匹配，从而提高系统控制的实际效果。

2.2分布式光伏发电系统设计要点

分布式光伏发电电气系统对于元器件可选择单晶硅电池组件、多晶硅电池组件或非晶硅电池组件等。一般更多使用非晶硅电池组件，因为其成本投入价格较低，且不会受外部环境的影响。但其光电转换频率较为低下，不是国际上领先的技术产品，稳定性较低，而且长期使用可能会出现光电转换频率衰竭的情况，所以一般不会使用在大型分布式光伏发电系统中。研究过程中发现晶硅类电池组件技术相对更加成熟，电池组件的性能也较为稳定，晶硅类电池组件使用寿命会较长，光电转化效率比非晶硅电池组件效率要高，会更符合大型分布式光伏发电系统的使用要求。对于现阶段我国光伏电池组件技术水平来说，可使用大功率晶硅电池组件，能够保证分布式光伏发电系统的可靠实施。

分布式光伏发电电气系统逆变器设备的选择。工程的研究者需考虑分布式光伏发电系统的装机容量，进而选择合适的输出功率，输出功率要与逆变器设备基本一致。对于逆变器的选型工作还需考量MPPT的数量和MPPT的电压区间，直流输入接线端口的数量和功率因素等相关技术方面的参数对分布式光伏发电系统电气设计运行产生的影响。在对分布式光伏发电系统的电气设计中，对于有关组串连接部分使用思路是：组件方阵的电气连接须遵守“先串联，后并联”原则。

对于分布式浮光发电系统电气设计的有关直流汇流箱的处理。汇流箱的基本功能需能实现对分布式光伏发电系统组件输出的多路直流电源进行汇流连接到逆变器中，其主要器件主断路器的工作电压需大于等于回路的工作电压，额定的电流需大于等于回路工作电流。分布式浮光发电系统电气设计使用的电缆可选择专用无卤PV1-F电缆，这种电缆支持分布式光伏发电系统组件间的汇流连接和跳线。如果分布式光伏发电系统电气设计运行温度超过60摄氏度就需对载流量进行调整。

2.3核心技术

分散控制有着多个核心技术，例如传感器，通信技术以及智能技术等方面，需要对核心技术进行深度的分析和思考。对通信技术进行科学选择是分散控制是否取得效果的关键点，在光伏发电系统中应该关注通信技术的应用效果，思考如何对有线以及无线技术进行科学的运用。所以技术人员应该对这两种技术进行科学的测评，通过实验研究的方式得知有线通信可以具备更加强大的抗电磁干扰能力，也体现出比较强的信号传输能力，在光伏发电系统中需要对通信技术的应用进行多角度的分析和运用思考，提高信号传输的效果以提高能源换转化的质量。

2.4启动模式

在设定的时间范围内，如果阵列的输入电压大于初始设定的电压值，而且电网的电压和频率都保持正常，则装置会进入启动状态，此时交流和直流接触器相互吸合，在这种模式下逆变器会对阵列电压以及电流进行实时监控。当交流直流接触器完全闭合的时候，装置从启动状态转为运行状态，在启动状态中，如果装置检测到有故障发生，则会自动转为故障状态。

2.5运行模式

装置运行过程中可以实现光能向电能的转化，其中起主要作用的元件的是并网逆变器，在运行状态中，如果设定时间范围内实测功率比预先设定的功率值低，则会停止向电网馈送电能，并且跳转到待机状态；如果系统检测到故障发生，也会自动跳转到故障状态。

结束语

综上所述，分布式光伏发电系统是一种新型的发电模式，具有稳定性高、节能、环保等优点，在发电领域中的应用十分广泛。分布式光伏发电系统可以实现并网与离网之间的过渡和转化，在统一的管理平台下实现电网的控制，提高电网运行的稳定性和效率。

参考文献

[1]吕新良,张旭,宋晓林.分布式光伏发电运行控制技术研究[J].陕西电力,2012(02).

[2]周博.分布式光伏发电运行控制技术研究[J].建筑工程技术与设计,2014(09).

[3]程进.浅谈分布式光伏并网发电技术[J].低碳世界,2015(27).