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        光伏并網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化管理與穩(wěn)定性思考

        2015-05-30 09:29:43杜小剛
        中國(guó)新通信 2015年15期

        杜小剛

        【摘要】 本文通過(guò)對(duì)光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化,從而能夠提高其穩(wěn)定性,運(yùn)用三相二平電流實(shí)現(xiàn)對(duì)電壓的控制,運(yùn)用濾波器實(shí)現(xiàn)光伏陣列和電網(wǎng)之間的聯(lián)系,運(yùn)用閉環(huán)控制的方法,實(shí)現(xiàn)對(duì)光伏陣列的最大功率的核算。

        【關(guān)鍵詞】 光伏并網(wǎng)系統(tǒng) 最大功率點(diǎn)跟蹤 電流控制

        現(xiàn)在,我國(guó)的太陽(yáng)能電池組件能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)電網(wǎng)電力的供給,但是,我國(guó)的光伏并網(wǎng)英語(yǔ)尚在最初階段,而且還沒(méi)有引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)的技術(shù),所以,我國(guó)大型的光伏并網(wǎng)的穩(wěn)定性還是比較差的,本文通過(guò)對(duì)光伏陣列的特點(diǎn)進(jìn)行分析,再此基礎(chǔ)上能夠?qū)崿F(xiàn)光伏并網(wǎng)的穩(wěn)定性。

        一、光伏陣列的精確性分析

        太陽(yáng)能光伏陣列具有非線性的特點(diǎn),按照其功率的大小能夠形成一個(gè)并聯(lián)的電路,光伏組件式由一個(gè)個(gè)的小的組件并聯(lián)而成的,光伏電池是將光能轉(zhuǎn)化成電能的一種裝置,在圖1中介紹了光伏電池的基本構(gòu)造,其主要由二極管、并聯(lián)電阻等構(gòu)成,光伏電池產(chǎn)生的光能與光照的強(qiáng)度具有一定的相關(guān)性,而且,在電流經(jīng)過(guò)二極管的時(shí)候,電阻比較小,光伏電池的特點(diǎn)不是特別明顯。

        二、最大功率點(diǎn)跟蹤算法的設(shè)計(jì)

        在對(duì)光伏陣列模型進(jìn)行分析的時(shí)候,應(yīng)該制定出一種簡(jiǎn)單的最大功率的算法,現(xiàn)在,在對(duì)光伏陣列的最大功率進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候,應(yīng)該運(yùn)用常壓法,這種方法是針對(duì)光伏陣列在工作的過(guò)程中形成的最大功率,并結(jié)合光伏陣列在運(yùn)行中的參考電壓,在三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中,能夠形成閉環(huán)的控制。在不同的閉環(huán)控制中,能夠形成參數(shù)的耦合,因?yàn)楣夥嚵性谶\(yùn)作的過(guò)程中會(huì)造成功率的損失,所以,光伏陣列的曲線常常呈現(xiàn)出非線性的特點(diǎn),按照光伏陣列在最大功率輸出點(diǎn)處的電壓,按照微積分的方法,使其輸出的電流存在一定的線性關(guān)系,從而能夠得到比較集中的三相光伏并網(wǎng)的最大功率。圖2 分析了光伏陣列的線性關(guān)系曲線。

        在對(duì)光伏陣列的最大功率進(jìn)行計(jì)算的過(guò)程中,應(yīng)該先分析光伏陣列初始電流的數(shù)值,然后按照一定的光照強(qiáng)度,從而能夠設(shè)計(jì)最大功率的參考電流數(shù)值,按照手機(jī)的光伏陣列的電壓值,從而能夠計(jì)算出光伏陣列在輸出過(guò)程中的功率,分析光伏陣列在不同時(shí)段輸出的功率差值,從而能夠確定光伏陣列的最大功率。

        三、光伏并網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)電流控制方法

        光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的功率是與并網(wǎng)的電流相關(guān)的,光伏并網(wǎng)的功率主要包括直流母排電容、逆變器等電網(wǎng)構(gòu)成,將二者的電阻以串聯(lián)的形式組合起來(lái),從而能夠起到對(duì)并網(wǎng)電流的控制,通過(guò)對(duì)電網(wǎng)電壓的測(cè)量,從而能夠分析逆變器輸出電壓的方式。

        四、濾波器的設(shè)計(jì)和系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

        在對(duì)濾波器進(jìn)行設(shè)計(jì)的過(guò)程中,要對(duì)大型的光伏并網(wǎng)的逆變器產(chǎn)生的頻率進(jìn)行控制,而且要分析諧波中的電流構(gòu)成,防止在電網(wǎng)中形成電磁干擾,影響了電力的傳送。但是,如果只是對(duì)濾波器進(jìn)行分析,電感值的測(cè)量會(huì)產(chǎn)生一定的誤差,而且,濾波器的占地面積比較大,而且造價(jià)也比較高,而且,濾波器分為不同的型號(hào),不同型號(hào)的濾波器在使用的過(guò)程采用不同的標(biāo)準(zhǔn),這就導(dǎo)致了不同濾波器造成有功或者無(wú)功的諧振問(wèn)題。

        在使用濾波器的時(shí)候,就需要對(duì)濾波器進(jìn)行仿真的測(cè)試,對(duì)公共結(jié)點(diǎn)的并網(wǎng)電流進(jìn)行分析,從而能偶分析THD值是否可以符合設(shè)計(jì)的原則,然后對(duì)THD值進(jìn)行調(diào)整。運(yùn)用濾波器進(jìn)行調(diào)整可以提高整個(gè)并網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)作效率,但是,濾波器在使用的過(guò)程中會(huì)增加系統(tǒng)的零點(diǎn),這些零點(diǎn)如果沒(méi)有與之匹配的阻尼,就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定的問(wèn)題。所以,對(duì)光伏并網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性進(jìn)行研究是十分必要的。如果三相電網(wǎng)的電壓是相對(duì)穩(wěn)定的,在逆變器中的頻率就會(huì)比電網(wǎng)電壓中的頻率高,逆變器就不能起到對(duì)電流的控制,所以,在對(duì)光伏并網(wǎng)電流進(jìn)行控制的過(guò)程中就可以采用博的圖的方式,然后對(duì)PI控制器的參數(shù)進(jìn)行分析。

        在對(duì)濾波器的穩(wěn)定性進(jìn)行分析的過(guò)程中,可以采用博德圖的方式,在阻尼為零的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中,其諧振周圍的容抗的數(shù)值都非常大,這也對(duì)控制系統(tǒng)的相位產(chǎn)生一定的影響,會(huì)導(dǎo)致諧波流入到電網(wǎng)中,導(dǎo)致電網(wǎng)的穩(wěn)定性下降。

        五、結(jié)語(yǔ)

        現(xiàn)在,我國(guó)的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)還不是特別完善,還沒(méi)有借鑒一些先進(jìn)的技術(shù),導(dǎo)致并網(wǎng)系統(tǒng)在使用過(guò)程中不能夠?qū)崿F(xiàn)能源的充分轉(zhuǎn)化,現(xiàn)在,在對(duì)光伏陣列的最大功率進(jìn)行計(jì)算的時(shí)候,應(yīng)該運(yùn)用常壓法,這種方法是針對(duì)光伏陣列在工作的過(guò)程中形成的最大功率,能夠在一定程度上提高光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性,析諧波中的電流構(gòu)成,防止在電網(wǎng)中形成電磁干擾,提高電能的傳送效果,在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的過(guò)程中,對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行分析,意義重大。

        參 考 文 獻(xiàn)

        [1]周德佳,趙爭(zhēng)鳴,袁立強(qiáng),馮博. 300kW光伏并網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化控制與穩(wěn)定性分析[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào),2011,11:116-122.[2]陳煒,艾欣,吳濤,劉輝. 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響研究綜述[J]. 電力自動(dòng)化設(shè)備,2013,02:26-32+39.

        [3]陳權(quán),李令冬,王群京,段曉波,葉金根,曾野. 光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的仿真建模及對(duì)配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性影響[J]. 電工技術(shù)學(xué)報(bào),2013,03:241-247.

        [4]張艷霞,趙杰,鄧中原. 太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的建模和仿真[J]. 高電壓技術(shù),2010,12:3097-3102.

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