張嗣祺
江蘇省鎮(zhèn)江市京口區(qū)諫壁供電所 江蘇鎮(zhèn)江 212006
隨著全球能源危機和環(huán)境污染問題日益嚴重,充分利用太陽能等可再生能源發(fā)電成為了未來發(fā)展的趨勢。微電網(wǎng)作為分布式發(fā)電并入電網(wǎng)的一種有效方式,近年來吸引了越來越多學者的研究。在分布式發(fā)電大量接入的同時,微電網(wǎng)中出現(xiàn)了各種各樣的電能質(zhì)量問題,其中諧波污染和無功污染最為常見。光伏發(fā)電作為微電網(wǎng)中最普遍的發(fā)電形式,由于光伏并網(wǎng)逆變器的拓撲結(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)有源濾波器的結(jié)構(gòu)相似,為了節(jié)約成本,只需要對其控制策略進行研究便可實現(xiàn)對微電網(wǎng)電能質(zhì)量的治理,把這種具有電能質(zhì)量治理功能的光伏并網(wǎng)逆變器稱為多功能光伏并網(wǎng)逆變器[1]。
(1)不平衡電網(wǎng)電壓下的新型正負序聯(lián)合控制策略.傳統(tǒng)正負序控制是在dq同步旋轉(zhuǎn)坐標系下分別提取輸入電壓和反饋電流的正負序分量。為了降低控制的復雜程度,簡化系統(tǒng)控制的結(jié)構(gòu),本文采用一種新型的正負序聯(lián)合控制方法,在原始dq坐標系的基礎上構(gòu)造一個新的dq坐標系,與傳統(tǒng)正負序控制方法相比,該方法只需通過MAF-PLL檢測到的正負序分量計算出在新dq坐標系下構(gòu)造的各分量,就可以得到電流信號[2]。大大減少了系統(tǒng)計算量,優(yōu)化了系統(tǒng)控制結(jié)構(gòu)。
(2)基于多準PR控制器的綜合控制策略。微電網(wǎng)中可能包括一些整流性負載、非線性負載,這些負載會導致諧波、無功電流的產(chǎn)生,嚴重危害微電網(wǎng)的電能質(zhì)量。對多功能光伏并網(wǎng)逆變器的補償控制策略進行研究,可以在輸出有功功率的同時,對臨近點整流性負載和非線性負載造成的諧波、無功電流進行補償,達到改善微電網(wǎng)電能質(zhì)量的目的。
(1)微電網(wǎng)電能質(zhì)量的綜合評估和定制。微電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性和經(jīng)濟性取決于其電能質(zhì)量,為了實現(xiàn)多功能光伏并網(wǎng)逆變器對微電網(wǎng)電能質(zhì)量的協(xié)同控制,首先需要對微電網(wǎng)電能質(zhì)量進行綜合評估,找到一個性價比較高的評估方案,這具有非常重要的意義。從電網(wǎng)考慮,微電網(wǎng)并入電網(wǎng)的電能價格將逐漸以“按質(zhì)定價”的方式進行,因此,為了微電網(wǎng)運行的經(jīng)濟性,需要尋找出最佳的評估方法,為微電網(wǎng)的并網(wǎng)電價提供統(tǒng)一的依據(jù),并及時公布電能質(zhì)量綜合評估結(jié)果,這樣不僅可以提高電力市場的透明度,還可以調(diào)動發(fā)電方對微電網(wǎng)電能治理的積極性。
總的來說,對微電網(wǎng)電能質(zhì)量進行徹底治理既不現(xiàn)實也沒有必要。于是,有學者提出了微電網(wǎng)電能質(zhì)量定制的概念,它認為微電網(wǎng)電能質(zhì)量需要柔性地進行定制,也就是在微電網(wǎng)中采取一些合適的治理方法,使并網(wǎng)點電能質(zhì)量達到一定的評價指標即可。在對微電網(wǎng)電能質(zhì)量進行定制之前,需要確定一個微電網(wǎng)電能質(zhì)量的綜合評估策略,隨著評估策略的變化,定制方案也隨之而變,但是,在某一確定的評估策略下,定制方案將會是最優(yōu)化的結(jié)果[3]。電能質(zhì)量的綜合評估是人們的主觀意識,不同的人會有不同的經(jīng)驗和看法,就會產(chǎn)生不同的評價方案和結(jié)果,因此,對微電網(wǎng)電能質(zhì)量的治理應具有靈活和定制的特點。利用多功能光伏并網(wǎng)逆變器進行微電網(wǎng)電能質(zhì)量的治理,只需改變其控制策略,具有較大的靈活性,能很好的適應電能質(zhì)量柔性定制的目的。
(2)基于層次分析法的協(xié)同控制策略。層次分析法是由T.L.Saaty等人在20世紀70年代提出來的,它將定性和定量結(jié)合起來,可以解決一些因需要考慮的因素多而難以選擇的問題。例如,生活中,我們在選擇旅游目的地時,需要考慮可以參觀的景點、費用預算、飲食特點、居住條件以及路線是否擁堵等問題,如何根據(jù)這些問題的權(quán)重客觀地做出最終選擇,是層次分析法的核心思想[4]。
當人們遇到很復雜的問題時,往往不能定性地對該問題的各因素進行定量分析,而是靠自己的認知和經(jīng)驗進行選擇和判斷,隨著考慮因素的增多,定性分析的結(jié)果越來越不準確和不全面。在這種情況下,采用層次分析法,將所有因素兩兩之間進行比較和權(quán)重,利用兩兩之間的相對尺度來簡化對各因素之間的比較分析。
近年來,全球人口不斷增長,經(jīng)濟邁入快速發(fā)展時代,化石能源作為傳統(tǒng)主要能源,人們對它的需求量不斷增大,隨著人們越來越多地使用化石能源,帶來經(jīng)濟效應的同時也造成了大面積環(huán)境污染和能源短缺。例如,全球各地出現(xiàn)越來越多的霧霾天氣,霧霾空氣會嚴重危害人類的身體健康,而化石能源的燃燒利用是造成霧霾天氣的主要原因。因此,考慮到人類的生存環(huán)境,開發(fā)清潔、可再生能源去替代傳統(tǒng)化石能源,已然成為了當今最重要的使命。