朱春穎

摘 要：眾所周知，在經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展與技術(shù)不斷進(jìn)步的強(qiáng)大社會(huì)背景下，現(xiàn)代社會(huì)中人們對(duì)于電能的需求量越來(lái)越大，要求也是越來(lái)越高。太陽(yáng)能分布非常廣泛，而且儲(chǔ)量非常之大，具有就地取材的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)，其非常適合發(fā)展分布式發(fā)電。而微電網(wǎng)則是一種具有強(qiáng)大獨(dú)立性的分布式發(fā)電網(wǎng)絡(luò)，能夠有效克服太陽(yáng)能隨機(jī)性大、分散性強(qiáng)以及低密度等弊端，這一技術(shù)具有著十分重要的現(xiàn)實(shí)意義與價(jià)值。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能 光伏發(fā)電 微電網(wǎng) 控制技術(shù)

中圖分類號(hào)：TM615 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）11（c）-0097-02

在過(guò)去的數(shù)十年當(dāng)中，我國(guó)的現(xiàn)代電力系統(tǒng)最主要的特征便是“三大”，即大機(jī)組、大電廠與大電網(wǎng)，其中，大電網(wǎng)更是憑借自身的優(yōu)勢(shì)快速發(fā)展成為最主要的電力供應(yīng)渠道之一，但是，面對(duì)當(dāng)今社會(huì)與經(jīng)濟(jì)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)，集中式大電網(wǎng)的弊端與缺點(diǎn)逐漸顯露出來(lái)，其運(yùn)行難度大、成本高等一系列不足之處都成為了非常大的阻礙因素，所以，電力系統(tǒng)要想尋求可持續(xù)健康發(fā)展，就必須要尋求到一種全新高效的模式與路徑。

1 分布式太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)組合

分布式發(fā)電和微電網(wǎng)技術(shù)的提出和應(yīng)用，適用于太陽(yáng)能等可再生能源地域分散的特點(diǎn)，充分利用了分布式可再生能源發(fā)電緊靠本地負(fù)荷中心和無(wú)污染的優(yōu)點(diǎn)。光伏發(fā)電微電網(wǎng)內(nèi)多光伏電源之間、光伏電源與儲(chǔ)能裝置之間的協(xié)同供電，克服了光伏電源出力不穩(wěn)的缺點(diǎn)。

光伏電源具有直流電源特性，傳統(tǒng)交流供電方式需要并網(wǎng)逆變器連接電源與電網(wǎng)，效率低、成本高。采用光伏電源直接直流供電模式能提高電能綜合利用效率，降低系統(tǒng)成本直流微電網(wǎng)可以通過(guò)直流變換電路簡(jiǎn)單高效地接納分布式光伏電源，以及高效率地為本地直流負(fù)荷提供電能。

以分布式光伏發(fā)電微電網(wǎng)供能系統(tǒng)的高效應(yīng)用為出發(fā)點(diǎn)，結(jié)合光伏電源、儲(chǔ)能裝置和負(fù)荷的供、用電特性，主要研究獨(dú)立型光伏發(fā)電系統(tǒng)和分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的新型控制策略，分布式光伏發(fā)電直流型微電網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與控制策略以及分布式光伏發(fā)電交直流型微電網(wǎng)控制策略，建設(shè)一套分布式光伏發(fā)電微電網(wǎng)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，可獲得微電網(wǎng)運(yùn)營(yíng)時(shí)的實(shí)際數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了分布式光伏發(fā)電直流微電網(wǎng)簡(jiǎn)單高效接納分布式光伏電源，以及為直流負(fù)荷高效率提供電能針對(duì)備受關(guān)注的太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，光伏電池輸出特性和輸出功率具有隨機(jī)性和波動(dòng)性的特點(diǎn)，以及現(xiàn)代生產(chǎn)、生活中網(wǎng)絡(luò)設(shè)備、電腦、手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)等直流負(fù)荷越來(lái)越多的事實(shí)，研究分布式光伏發(fā)電微電網(wǎng)供能系統(tǒng)的控制策略。以達(dá)到不利用傳統(tǒng)能源發(fā)電、減少電能變換損耗和提高供電質(zhì)量等目的。結(jié)合現(xiàn)代的智能分析方法和技術(shù)手段，解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題并提出更為優(yōu)化的控制策略（見(jiàn)圖1）。

2 太陽(yáng)能光伏微電網(wǎng)的特點(diǎn)

2.1 新型能源的多元化結(jié)合

光伏發(fā)電的一個(gè)重要前提便是需要白天天氣比較好的自然環(huán)境，其能夠與主干網(wǎng)連接到一起，當(dāng)光伏發(fā)電的容量不斷增大，在局部就會(huì)對(duì)當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)形成比較大的沖擊。所以，在一個(gè)微電網(wǎng)的范圍之內(nèi)需要采取多種類型的能源組合形式，這是穩(wěn)定電力，有效緩和光伏發(fā)電波動(dòng)性的一項(xiàng)必要手段。目前，除太陽(yáng)能之外，作為微電網(wǎng)的電源的可再生能源還有以下幾種類型。

（1）微型風(fēng)力發(fā)電，其主要借助的便是微風(fēng)的風(fēng)力，當(dāng)風(fēng)力條件得到滿足時(shí)，便可以成為光伏發(fā)電的重要補(bǔ)充，微型風(fēng)力發(fā)電比較適合運(yùn)用在風(fēng)力條件比較充足的村鎮(zhèn)或者高層建筑當(dāng)中。

（2）小型水利電站，小型水利電站基本上被運(yùn)用在有條件的村鎮(zhèn)附近，采用的就是小型水電站后者抽水蓄能電站的方式，這也是光伏發(fā)電的一種重要補(bǔ)充形式。

（3）生物質(zhì)能電站，主要被運(yùn)用在小型城市的周邊或者是村鎮(zhèn)附近，其利用的主要燃料就是沼氣，沼氣發(fā)電可以和有機(jī)肥、垃圾處理進(jìn)行結(jié)合。

越來(lái)越多種形式的能源組合與使用，會(huì)在很大程度上減少光伏發(fā)電的波動(dòng)性，特別是在光伏發(fā)電量下降的時(shí)候，能夠?qū)夥l(fā)電起到很好的補(bǔ)充作用。

2.2 儲(chǔ)能技術(shù)

任何新型高效的新能源，都不能夠保證微電網(wǎng)供電的絕對(duì)穩(wěn)定性，除此之外，為了提升用電負(fù)荷的安全性，儲(chǔ)能系統(tǒng)作為備用電源是不可或缺的?，F(xiàn)階段，儲(chǔ)能技術(shù)比較成熟的是鉛酸蓄電池，但是，鉛酸蓄電池中還是存在著壽命短、鉛污染等問(wèn)題，目前，最適合運(yùn)用在智能光伏微電網(wǎng)的新型儲(chǔ)能系統(tǒng)有下面幾種類型。

（1）飛輪儲(chǔ)能，這種儲(chǔ)能形式的優(yōu)點(diǎn)就在于充放電次數(shù)多、供電穩(wěn)定、電流密度大且不存在化學(xué)反應(yīng)，但其缺點(diǎn)是自放電比較嚴(yán)重。

（2）釩流體電池，此技術(shù)的原理是將釩化合物作為電解質(zhì)，借助釩的不同電價(jià)的轉(zhuǎn)換來(lái)進(jìn)行充放電，這項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是容量大、供電穩(wěn)定、使用壽命長(zhǎng)、效率高等，缺點(diǎn)是成本太高，還未成熟，受釩資源的客觀限制。

（3）超級(jí)電容，超級(jí)電容的優(yōu)點(diǎn)是充放電次數(shù)多、電流密度大、無(wú)化學(xué)反應(yīng)，缺點(diǎn)是自放電嚴(yán)重，單次儲(chǔ)能時(shí)間短暫，發(fā)展正在逐漸成熟。

3 微電網(wǎng)運(yùn)行控制

在近些年的發(fā)展過(guò)程中，清潔、可再生的分布式電源得到了迅猛發(fā)展，微電網(wǎng)的概念也是相關(guān)專家人士為了充分發(fā)揮其固有優(yōu)勢(shì)，試圖減小對(duì)電力系統(tǒng)的影響所提出的。微電網(wǎng)能夠有效地實(shí)現(xiàn)微源的大規(guī)模并網(wǎng)，與此同時(shí)，還能夠?yàn)閺V大用戶提供不間斷的電源服務(wù)等，這是此領(lǐng)域當(dāng)中最炙手可熱的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

微電網(wǎng)中的微源主要包括光伏電池、燃料電池、風(fēng)力發(fā)電池、蓄電池和高速飛輪等，一般情況下，都需要通過(guò)電力裝置將其和常規(guī)性質(zhì)的配電網(wǎng)并網(wǎng)運(yùn)行。對(duì)于像風(fēng)、光等微源，其輸出功率的大小會(huì)因?yàn)樘鞖獾淖兓艿接绊?，?dǎo)致發(fā)電出現(xiàn)間歇性等問(wèn)題，對(duì)于這種情況，微源一般只能是限制功率的輸出恒定功率或者是按照最大功率輸出，會(huì)采用PQ進(jìn)行控制，而對(duì)于蓄電池或者燃料電池等微源，控制起來(lái)相對(duì)比較容易一些，可以選擇用PQ進(jìn)行控制，還可以采用基于下垂控制的V/f控制。對(duì)光伏功率的平滑控制，不使用傳統(tǒng)控制模式切換技術(shù)，簡(jiǎn)化控制方法；對(duì)微電網(wǎng)內(nèi)母線電壓進(jìn)行控制，確保電壓穩(wěn)定。

微電網(wǎng)內(nèi)部由于總體容量較小，因此，負(fù)荷阻抗的感性還是容性就對(duì)功率因數(shù)影響較大。為此，在微電網(wǎng)內(nèi)部，必須根據(jù)負(fù)荷的阻抗性質(zhì)配置相應(yīng)的補(bǔ)償系統(tǒng)。另外，多電源的并網(wǎng)可能會(huì)造成網(wǎng)內(nèi)的諧波分量較大，紋波系數(shù)較高，因此，要有消除高次諧波的裝置。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，自然界中的太陽(yáng)能屬于新型清潔可再生能源，取之不盡用之不竭，是最為理想的新型能源之一，但是，光伏發(fā)電受到自然環(huán)境的影響非常之大，溫度的變化、光照幅度的變化等都會(huì)影響到光伏發(fā)電的效率，微電網(wǎng)控制技術(shù)就是要妥善解決和完善好太陽(yáng)能光伏發(fā)電中的各種缺點(diǎn)與弊端，相信隨著微電網(wǎng)控制技術(shù)的不斷創(chuàng)新與進(jìn)步，太陽(yáng)能資源必然會(huì)得到更加高效的利用。

參考文獻(xiàn)

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