韓剛

摘要：在當今的新能源發(fā)電技術中，光伏發(fā)電技術屬于一種新型技術，該技術不僅可以彌補傳統(tǒng)光伏發(fā)電的技術問題，同時也更加節(jié)能環(huán)保。而在該技術的具體應用中，分布式控制是一項重要內(nèi)容?；诖?，本文對光伏發(fā)電技術與分布式控制進行概述，并分析了分布式控制在光伏發(fā)電技術中的應用思路和具體應用，以此來為光伏發(fā)電技術的應用與發(fā)展提供參考。

關鍵詞：分布式控制;光伏發(fā)電技術;應用

引言

電能的開發(fā)與運用帶來了一定的環(huán)境問題，加劇了環(huán)境污染。在此形勢下，新能源發(fā)電技術得以研發(fā)，尤其是太陽能、風能獲取了較好發(fā)展，此類清潔能源的運用有效縮減了煤炭發(fā)電所致的噪音與環(huán)境污染，能對不可再生資源予以保護，推動社會長遠且穩(wěn)定發(fā)展。就分布式控制系統(tǒng)來看，其將清潔能源為基礎，在光伏發(fā)電系統(tǒng)中的運用能改善傳統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的缺陷，確保電力存儲、轉(zhuǎn)化快捷、高效。

一、光伏發(fā)電技術與分布式控制概述

（一）光伏發(fā)電技術概述

光伏發(fā)電技術是利用半導體界面的光生伏特效應而將光能直接轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔艿囊环N技術，通過簡單的過程將太陽能轉(zhuǎn)換成電能的發(fā)電系統(tǒng)。目前使用的有不同形式的光伏發(fā)電系統(tǒng)，包括獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和分布式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)是獨立運行的發(fā)電系統(tǒng)，不與電網(wǎng)連接，一般建設在遠離電力系統(tǒng)的邊緣地區(qū)或者野外移動式電源使用，它將白天產(chǎn)生的電能儲存在蓄電池里，晚上釋放使用，但在實際使用過程當中，由于獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)供電的不穩(wěn)定性，會建立一個普通電站輔助，因此會增加獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本。

（二）分布式控制定義

分布式控制還被就叫做集散控制系統(tǒng)，即對工作過程實施統(tǒng)一管理與分散控制的計算機系統(tǒng)。光伏發(fā)電技術工作過程存在模式化性質(zhì)與相應危險性，經(jīng)由分布式控制能確保工作質(zhì)量，讓控制活動具備較強科學性與精準性，與系統(tǒng)常規(guī)作業(yè)、解決問題的實際需要相契合。

（三）分布式控制系統(tǒng)的基本結構

在分布式控制系統(tǒng)中，主要的組成結構有三個：第一是能源，第二是變換控制和管理，第三是用戶側負載控制的管理和優(yōu)化。其中，能源就是能夠為系統(tǒng)提供電能的各種能源，這里指的是太陽能和風能。變換控制和管理部分在整個系統(tǒng)中所發(fā)揮出的作用非常大，比如電源的自動切換、能量流向的控制等，同時也可以管理和控制電能的儲存。由此可見，這一部分在該系統(tǒng)中屬于一個核心部分。用戶側負載控制的管理和優(yōu)化部分要將第二部分作為基礎才能實現(xiàn)，只有通過第二部分所實現(xiàn)的優(yōu)化控制，才可以將電能應用方面的最優(yōu)策略提供給用戶。通過這三個部分的共同作用，才可以讓新能源的控制和管理系統(tǒng)得以形成，并實現(xiàn)一體化的電能管理和優(yōu)化。

二、分布式控制在光伏發(fā)電技術中的應用思路

（一）基本方案與拓撲結構

分布式控制適用于光伏發(fā)電技術的模式較為多元，此次研究擬設整套工程方案，對遞進式工作系統(tǒng)予以利用，從而保證控制效果?；痉桨讣唇?jīng)由傳感器采集數(shù)據(jù)，借助計算機對數(shù)據(jù)分析與判定，發(fā)布后續(xù)命令，都選擇有線通信模式，方案的要點即計算機對數(shù)據(jù)的判別。拓撲結構方面，囊括分布式監(jiān)控設備（都存在自動化工作性能，基于傳感器對光伏發(fā)電系統(tǒng)相應目標實時監(jiān)測，囊括電池板等）、計算機控制中心（主要進行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計與分析，且對重要數(shù)據(jù)予以保存）、通信系統(tǒng)（具體負責信息傳輸）、附屬系統(tǒng)（囊括報警器等，是系統(tǒng)的執(zhí)行部分）。

（二）工作流程

在分布式控制系統(tǒng)的具體應用中，其主要的工作流程包括以下幾步：第一是信息采集;第二是有線傳輸;第三是命令發(fā)布;第四是處理。在光伏發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)運行異?；蛘呤切枰M行數(shù)據(jù)修改等的情況下，都需要借助于數(shù)據(jù)辨識以及相應的執(zhí)行構件來進行處理。通過這樣的方式，才可以有效解決光伏發(fā)電系統(tǒng)中存在的問題，保障光伏系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

三、分布式控制在光伏發(fā)電技術中的具體應用

（一）適應光伏發(fā)電的電力電子變換器

目前常用的并網(wǎng)光伏逆變器大多采用DC-DC-AC的雙級結構。這是因為光伏陣列提供的直流電壓普遍低于要求的交流輸出電壓，而在DC-AC變換電路中，瞬時輸出電壓總低于輸入電壓，只能實現(xiàn)降壓變換。為此，一般在橋式逆變電路前增加一級可升壓變換的DC-DC變換器，將輸入直流電壓升高。并且，由于光伏陣列的直流電壓典型值比交流電壓峰值低很多，DC-DC變換器應當具有高的電壓增益。為此，目前逆變器研究的一大趨勢，就是直接將多功率級的系統(tǒng)架構整合為單級系統(tǒng)，即所謂單級逆變器。除此之外，儲能原件是光伏系統(tǒng)重要的組成部分。針對各種儲能元件的特點，找到合適的電力電子變換器結構，也是光伏發(fā)電中重要的研究熱點。

（二）分布式控制系統(tǒng)核心技術的應用

在分布式控制系統(tǒng)中，核心技術主要包括智能技術、傳感器技術以及有線通信技術等。其中，智能技術主要包括計算機以及機器訓練等的技術，傳感器等的這些技術需要借助于集成設備以及第三方服務來進行獲取。在分布式控制系統(tǒng)的具體應用中，通信系統(tǒng)合理選擇是系統(tǒng)效用的展示要點。就光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，有線通信和無線通信技術都可以應用，但是通過相關的試驗與研究發(fā)現(xiàn)，相比較無線通信技術而言，有線通信技術對于電磁干擾有著更好的抵抗能力，可以讓信號得到更好的傳輸。另外，借助于CAN總線技術，也可以有效保障各個智能監(jiān)控器信息傳輸?shù)挠行?，避免信號之間產(chǎn)生相互影響的情況，以此來有效保障各種運行參數(shù)以及控制指令的傳輸效果，確保整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

（三）網(wǎng)絡化均衡控制

網(wǎng)絡化均衡控制就是分布式控制中的一種，均衡控制是受電池組均衡器啟發(fā)的一種同比率控制，它可以使得分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中不同容量的光伏發(fā)電單元按著同樣的輸出比率輸出。網(wǎng)絡化均衡控制通過本地通訊網(wǎng)絡，基于利益均衡的原則，驅(qū)使分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中的光伏發(fā)電單元按著電網(wǎng)的功率需求，控制其功率輸出收斂到一個統(tǒng)一的輸出比率上，通過這種方法，可以維持電網(wǎng)電壓的平衡和穩(wěn)定。因為如果分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中的局部區(qū)域或者個別光伏發(fā)電單元出力太多，會影響整個發(fā)電網(wǎng)絡的電壓平衡性和穩(wěn)定性，電網(wǎng)電壓會出現(xiàn)波動。網(wǎng)絡化均衡控制可以均衡分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中每一個發(fā)電單元的功率輸出，有效地避免了電網(wǎng)電壓的波動。

結束語

總之，隨著當今新能源技術的不斷發(fā)展，光伏發(fā)電技術在我國已經(jīng)實現(xiàn)了越來越廣泛的應用。隨著光伏發(fā)電技術的應用，傳統(tǒng)的火力發(fā)電技術已經(jīng)開始逐漸被取代。而在光伏發(fā)電技術的具體應用過程中，分布式控制技術可以發(fā)揮出充分的作用與優(yōu)勢。通過分布式控制系統(tǒng)的合理應用，可以對光伏發(fā)電系統(tǒng)中的各個機械設備進行分布控制與實時處理，讓運維管理人員及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的運行異常，及時對其進行處理，最大限度地避免光伏發(fā)電系統(tǒng)的設備故障，保障系統(tǒng)的良好穩(wěn)定運行，促進其良好發(fā)展。

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