分布式光伏发电站的并网控制技术分析

分布式光伏发电站的并网控制技术分析

邢慧林 

中煤华晋集团有限公司  山西省运城市  043300

摘要：传统能源进行发电的方式是火电，主要使用煤炭燃烧后产生相应的电能，虽然可以产生巨大的电能供给，但是污染程度是非常高的，会增加酸雨、温室效应的形成。基于这种情况下，为实现人与自然和谐相处，满足我国社会经济发展的需求，开始加强清洁能源和可再生能源的使用，而太阳能在我国诸多区域都有分布，并且很多区域太阳能资源丰富，能够为光伏发电奠定良好的基础条件。

关键词：分布式；光伏发电站；并网控制技术

中图分类号：TM615文献标识码：A

引言

自改革开放以来，我国经济社会建设需要大量电力资源的支持，因此我国以火力发电厂为主，建设了大量不同规模的发电站，但是在生产的过程中产生了大量二氧化碳以及有毒气体，对大气环境造成了严重的不良影响。因此，如何有效应用可再生资源进行发电成为当前研究的重点内容。相关单位、研究人员针对光伏发电站进行了深入地研究，保证建设的有效性，实现低碳环保的目的。分布式光伏发电站是当前建设较为广泛的一种模式，在实际进行建设的过程中并网控制技术在其中发挥着重要的作用和价值，并被广泛应用和推广。

1 光伏发电站并网发电概述

目前世界上的光伏发电系统主要分为两种工作模式，一种是离网光伏发电系统，另一种则是并网光伏发电系统。相对而言，并网光伏发电系统在建设投资方面具有更大优势，通常情况下，并网光伏发电要比离网型光伏发电在投资规模上要降低 25% ，这也是并网光伏发电的建设得到更大普及的一个主要原因。所谓并网光伏发电，就是通过微网将光伏发电系统接入大电网实现并网方式运行，光伏发电站和大电网之间形成互为支撑的关系，可以在发电规模方面进行更大程度的拓展，是光伏发电建设的一个重要技术方向，其应用充分体现了太阳能利用的灵活性。光伏发电并网可以采用集中式，也可以以采用分布式，集中式发电主要用于大型并网光伏电站，通常电站级别都比较高，运行时会将发电电能送入电网，再由电网统一进行调配供电。分布式并网光伏属于小型发电系统，其优点是投资小、建设快、空间要求低等，也是目前光伏发电并网的一种重要选择。

2 分布式光伏发电的特点

在分布式光伏发电中，主要遵循就近发电、就近并网、就近转换、就近使用等原则，从而对提升发电数量有着很大作用，并且可以有效处理长距离电能传输出现损耗的问题。和以往使用的集中式光伏发电进行对比，分布式光伏发电有着更加强大的优势。并网难度不高的问题。在集中式光伏发电中，并网是非常困难的，加上太阳能资源非常丰富的区域处于西北，能够建设规模型的太阳能光伏发电基地，但是所处位置偏僻，无论是建设过程还是并网操作难度都很大。甚至，有部分大型光伏发电站建设完成后，没有办法进行并网，最终只能弃电，导致电能资源出现严重浪费。然而，分布式光伏发电和集中式光伏发电是不同的，主要在城市区域中，按照家庭、企事业单位等为主，在科学合理使用中，只需要对电网进行稍微调整，就可以很好完成并网操作，并且也可以满足使用者用电的需求。因此，分布式光伏发电能够对以往存在的问题进行处理，从而提升电能资源的使用效率。

3 分布式光伏并网系统体系结构

现阶段，在实际建设分布式光伏发电站的过程中，并网控制技术在其中发挥着重要的作用和价值，对于整体构成来说，包含多种内容，比如说直流配电柜、逆变装置、储能装置、继电保护装置以及交流电网等。对于分布式光伏发电站的运行来说，首先依靠太阳能电池收集太阳能资源（即太阳光），随后光伏阵列发挥效应，产生光伏效应，随后产生直流电，而为了其可以被有效应用，需要将直流电输送至并网逆变器中，其可以将直流电转换为交流电，随后利用传输线对交流电进行传输，将其传输至负载之中，并有效利用交流电，而对于未转化的太阳能资源来说，依靠储能装置进行储存，以备不时之需，当受到气候条件的影响或者是发电量不足的情况下，储能装置发挥作用，释放储存的能量。

4 分布式光伏发电站的并网控制技术

4.1 光伏并网逆变器控制技术

光伏并网发电需要通过逆变器来具体实现，就单级光伏并网系统而言，逆变器结构主要存在如下基本控制要求，即:MPPT控制、并网电流控制、三环控制结构或双环控制结构。对于两级式光伏并网逆变系统来说，其前端直流－直流转换器和后级直流－交流逆变器间通常会设置直流滤波电容器，该电容器可以有效改善前后级能量情况，对前后级耦合的解除产生直接影响。前级配置为直流－直流升压转换器，能够对电池的最大输出功率点进行跟踪和控制。后级配置为直流－交流逆变器，要完成对其的控制，必须满足的要求包括:前、后级间连接形成的直流侧电压必须恒定，可以对并网电流实施控制，此时可以按照电压指令要求实施对电网内部无功功率输出进行调节控制。此时，并网逆变器利用对输出电流的矢量控制，进而可以对电池输出有功功率以及无功功率的工作状态进行有效控制。

4.2 光伏电池组件选型

对于分布式光伏发电站来说，其在实际运行生产的过程中，太阳能电池组件发挥着重要的作用和价值，其是整体发电站的核心内容，因此一定要保证光伏电池组质量，以此保证整体发电厂发电质量以及光伏发电系统发电性能。在实际进行建设的过程中，光伏电池组件的成本支出相对来说比较高，占整体建设成本费用的50%，因此在实际进行建设之前需要进行综合性考量，进而保证整体项目建设的经济性，节约整体开支，但是一定要将保证发电质量作为前提，在此基础上制定相应的成本节约措施，选择性价比更高的光伏电池组件。在光伏电池组件后，还需要明确光伏电池组件相关规格参数，其主要考虑并网发电站的规模情况，通常情况下来讲，需要优先选择单位面积内功率较大的电池组件，同时还需要考虑后期的维修以及保养支出。因此，在实际进行选择之前，需要进行市场调查，进而保证整体应用的有效性，现阶段较为常用的多晶电池组件为YL275P-29b，其最大功率可达275 W，且其在实际运行的过程中，工作电流、工作电压、短路电流以及开路电流等指标相对来说更强，进而保证整体分布式光伏发电站运行质量。

4.3 有源配电网继电保护

在任何电网系统中，继电保护都是非常重要的，通过对分布式光伏发电的有源配电网进行继电保护，可以确保整个配电网的安全稳定运行。第四，有源配电网电压控制。电网是否稳定直接会影响到配电网的安全稳定运行，这就需要对分布式光伏发电的有源配电网中的电压进行密切监测，一旦发现其中电压出现异常情况，需要及时进行处理，进一步提升有源配电网的安全系数。第五，分布式光伏发电电源调度和管理。通过对分布式光伏发电电源进行调度和管理，可以对分布式光伏发电产生的电能进行科学合理利用，从而提升分布式光伏发电的利用价值。

结束语

经济社会的建设发展离不开电力资源的支持，传统火力发电厂有环境污染的负面影响，而在“低碳环保、绿色发展”理念的影响下，分布式光伏发电站建设发展迅速。分布式光伏发电站在实际运行的过程中，降低了碳排放，因此被大范围推广和应用，其在建设的过程中，以并网控制技术为核心，并细化分析、设计光伏阵列运行方式、光伏电池组件、最佳倾角、光伏厂区规划以及光伏组件的并网结构和串并联方案，以此提升整体运行有效性。

参考文献

[1] 李清,刘俊峰.并网型分布式太阳能光伏电站运行特征分析[J].南方农机,2021,52(19):124-126.

[2] 朱文杰.分布式光伏发电系统的并网技术应用[J].集成电路应用,2020,37(09):76-77.