光伏發(fā)電微網(wǎng)控制策略分析

1、光伏發(fā)電微網(wǎng)控制策略分析隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，人們對(duì)電力的需求也越 來(lái)越大，新能源發(fā)電得到了社會(huì)的一致認(rèn)可。最近幾年，光 伏發(fā)電技術(shù)獲得了巨大的進(jìn)步，在微網(wǎng)中的應(yīng)用也愈加廣泛。 然而，在應(yīng)用光伏發(fā)電的過(guò)程中，必須應(yīng)用有效的控制措施 來(lái)保證微網(wǎng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。一、光伏發(fā)電技術(shù)與傳統(tǒng)的水力發(fā)電和火力發(fā)電相比，光伏發(fā)電是一種發(fā) 電過(guò)程更便捷、能源來(lái)源更多、毫無(wú)噪聲污染的高效環(huán)保發(fā) 電技術(shù)。隨著科技和社會(huì)的進(jìn)步，人們的環(huán)保意識(shí)和對(duì)能源 利用效率的重視都達(dá)到了新的高度，光伏發(fā)電技術(shù)既能保證 高效率的能源利用，又能做到環(huán)保無(wú)污染，是目前社會(huì)所迫 切需要的先進(jìn)發(fā)電技術(shù)，因此，光伏發(fā)電技術(shù)逐漸得到了非 常廣泛

2、的應(yīng)用。然而，光伏發(fā)電技術(shù)依然存在一定的缺陷， 在實(shí)際投入運(yùn)行的過(guò)程中，應(yīng)用光伏發(fā)電技術(shù)并不能很好的 保證供電的穩(wěn)定性。光伏發(fā)電技術(shù)對(duì)于光照強(qiáng)度的要求比較 高，同時(shí)諸如溫度一類的環(huán)境因素會(huì)對(duì)光伏發(fā)電造成較大影 響，如果光伏發(fā)電設(shè)施周遭環(huán)境出現(xiàn)較大變化，就會(huì)導(dǎo)致發(fā) 電功率發(fā)生改變，進(jìn)而影響供電的穩(wěn)定性。光伏發(fā)電技術(shù)在 應(yīng)用于微網(wǎng)時(shí)，一般是由電力電子技術(shù)接口接入，這就使得 光伏發(fā)電中并沒(méi)有慣量，也就沒(méi)有辦法應(yīng)對(duì)負(fù)荷波動(dòng)。負(fù)荷 波動(dòng)的存在，會(huì)影響發(fā)電系統(tǒng)的電壓和頻率，進(jìn)而影響供電 的質(zhì)量。這些都是光伏發(fā)電技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展過(guò)程中亟待解 決的問(wèn)題，而只要光伏發(fā)電技術(shù)持續(xù)進(jìn)步和發(fā)展，就能夠在 電網(wǎng)中發(fā)揮很

3、大作用。二、光伏發(fā)電問(wèn)題光伏發(fā)電系統(tǒng)由于發(fā)電原理和能源來(lái)源的原因，在運(yùn)行 過(guò)程中，會(huì)表現(xiàn)出一定的強(qiáng)非線系統(tǒng)的特征，而且發(fā)電特點(diǎn) 也具有一定的隨機(jī)性和間歇性。光伏發(fā)電技術(shù)可以將太陽(yáng)能 轉(zhuǎn)化為電能，光伏電池作為光伏發(fā)電的核心元件，就是進(jìn)行 能量轉(zhuǎn)化的器件。光伏電池在工作過(guò)程中，很容易受到外界 環(huán)境因素的影響，尤其是光照強(qiáng)度，光照強(qiáng)度的變化會(huì)直接 影響光伏電池發(fā)電功率的大小，而光照強(qiáng)度通常是與天氣有 很大關(guān)系。如果發(fā)電站當(dāng)?shù)靥鞖鉃槎嘣?，隨著天空中云的移 動(dòng)，照到光伏電池上的光照強(qiáng)度也會(huì)不斷發(fā)生變化，這就會(huì) 讓光伏發(fā)電的發(fā)電功率來(lái)回波動(dòng)，對(duì)微網(wǎng)電壓和供電頻率的 影響是非常大的。在光照強(qiáng)度變化非常大的情

4、況下，光伏發(fā) 電的功率變化有可能會(huì)直接造成發(fā)電系統(tǒng)整體的不穩(wěn)定，甚 至崩潰，無(wú)法正常供電。而且，光伏發(fā)電功率在一定程度上 會(huì)導(dǎo)致逆變器一直處于輕載狀態(tài)，容易引發(fā)保護(hù)裝置的啟動(dòng)， 導(dǎo)致電流諧波含量增多。光伏電池作為一種逆變電源，無(wú)法 獨(dú)立完成能量的轉(zhuǎn)化和功率的穩(wěn)定輸出，這就讓光伏發(fā)電技 術(shù)在應(yīng)用過(guò)程中對(duì)微網(wǎng)造成一定的影響，導(dǎo)致電能質(zhì)量的降 低。因此，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，可以應(yīng)用蓄電池作為光伏電 池和微網(wǎng)的電能中介。在發(fā)電過(guò)程中，通過(guò)光伏電池轉(zhuǎn)化光 能，為蓄電池充電，如果光照強(qiáng)度發(fā)生變化，則通過(guò)調(diào)控蓄 電池的充放電參數(shù)，對(duì)輸出功率進(jìn)行相應(yīng)的補(bǔ)償。就目前的 應(yīng)用情況而言，光伏發(fā)電一般應(yīng)用分布式光伏發(fā)電

5、機(jī)，會(huì)受 到光照強(qiáng)度較大影響，在發(fā)電系統(tǒng)中引入蓄電池將會(huì)是一個(gè) 很好的選擇。三、光伏發(fā)電微網(wǎng)控制策略基于虛擬同步發(fā)電機(jī)的控制策略，可以保障光伏發(fā)電微 網(wǎng)的控制有效性。微網(wǎng)是一種供電量更小的電網(wǎng)，不同于大 規(guī)模電網(wǎng)，微網(wǎng)的發(fā)電設(shè)備主要是由分布式電源構(gòu)成，而大 規(guī)模電網(wǎng)則普遍采用同步發(fā)電機(jī)。在實(shí)際的發(fā)電過(guò)程中，由 于分布式電源的容量小，往往需要應(yīng)用多臺(tái)分布式電源來(lái)協(xié) 同發(fā)電，這樣才能滿足更高的負(fù)荷需求，而發(fā)電器件數(shù)量的 增多，自然會(huì)帶來(lái)操作程序的復(fù)雜化。光伏發(fā)電中，分布式 電源的能量來(lái)源為太陽(yáng)光，屬于自然能源，發(fā)電的功率會(huì)受 到光照強(qiáng)度很大影響，穩(wěn)定性較低。而且分布式電源電抗能 力比較低，如果發(fā)生

6、問(wèn)題，系統(tǒng)就很容易徹底停止運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì) 此，可以根據(jù)同步發(fā)電機(jī)的調(diào)頻調(diào)壓方法進(jìn)行改良，在光伏 發(fā)電的逆變控制過(guò)程中，加入同步發(fā)電機(jī)的算法，組合成虛 擬同步發(fā)電機(jī)，然后在應(yīng)用相應(yīng)的控制器，就能夠達(dá)到穩(wěn)定 輸出的效果。基于虛擬同步發(fā)電機(jī)的光伏發(fā)電微網(wǎng)控制，主電路采用 的是三相逆變電路，其算法模塊的設(shè)計(jì)來(lái)源于二階機(jī)電暫態(tài) 模型，能夠比較精確的模擬出光伏發(fā)電中的轉(zhuǎn)子機(jī)械特性。 而且，該算法模塊能夠同時(shí)模擬定子的電氣特性。在應(yīng)用光 伏發(fā)電技術(shù)時(shí)，系統(tǒng)中的電流互感器和電壓互感器能夠?qū)崟r(shí) 檢測(cè)濾波器中的電流和電壓，并把得到的信息反饋給功頻控 制器和勵(lì)磁控制器，這兩部分器件再對(duì)信息進(jìn)行處理，就能 相關(guān)參數(shù)進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整，保證逆變裝置的輸出處于平衡狀 態(tài)，進(jìn)而保證發(fā)電系統(tǒng)的平衡和穩(wěn)定。在這一原理中，濾波 器的應(yīng)用只會(huì)將高次諧波分量過(guò)濾掉，不會(huì)對(duì)基波分量造成 影響。在光伏發(fā)電中，應(yīng)用虛擬同步發(fā)電機(jī)結(jié)構(gòu)，能夠使光 伏發(fā)電設(shè)備正常的并網(wǎng)運(yùn)行，并提供穩(wěn)定的電能輸出，保持 供電質(zhì)量，消除光伏發(fā)電對(duì)微網(wǎng)穩(wěn)定性的影響，提高微網(wǎng)供 電的質(zhì)量和穩(wěn)定?？萍妓降奶岣吆瓦M(jìn)步，也讓微網(wǎng)技術(shù)和光伏發(fā)電技術(shù) 不斷的獲得新的進(jìn)展。在光伏發(fā)電微網(wǎng)控制