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分布式光伏微电网供能系统研究解析

发布于：2015-09-07 11:41:07 来自：电气工程/光伏太阳能 [复制转发]

分布式光伏发电系统在通常情况下十分依赖公共电网或者储能装置等系统进行供电，或者采用带水泵机这种可以调节负荷还能够保证分布式光伏发电为直流性的电源。直流供电网为直流负荷提供直流电能够有效的减少电能的转换次数，提高电能利用效率。为此就出现了各种与传统的单一提供交流电不同的分布式光伏发电功能系统。

1 分布式光伏发电

分布式光伏发电微电网功能系统既可以简单有效的容纳分布式光伏电源，又可以十分经济的为直流负荷提供电能，同时提高系统发电和供电效率，进而兼容传统的电网供电方式，扩大分布式光伏微电网系统的适用范围。

由于现阶段分布式光伏发电功能系统中的核心器件，即光伏电池的制造成本较高，而且在光电转换方面效率不高，从而使得系统建设成本较高，而整体的能效很少。尽管如此，光伏发电还是具备非常多的有利条件的，比如光伏发电不消耗能源，发电过程不产生污染，设备安装灵活。在当前能源危机和环境保护的双重要求下，还是具有十分有利的价值的。

光伏发电的功率会根据光照强度和温度变化为变化，光伏发电的工作原理是电力电子接入微网中，不具备传统发电机的发电功能，这样会比较依赖外界因素。当光伏电池收到阳光的照射，不同的光线所包含的能量在电池中的穿透有所不同，这样对于能够穿透光伏电池的光线才能够激发光伏电池内的电子，使空穴迅速靠近电子，空穴的移动就产生了光电流。

对于偏远地区缺乏分布式光伏发电系统，主要的应用价值在于光伏发电的经济适用性这样就导致了忽视对于系统可靠性的要求。而对于城镇中心的分布式光伏发电系统则过分的依赖公用电网，这样就导致了系统控制过于复杂。在为直流负荷供电过程中电能的转换次数过多，利用率偏低，并不能充分发挥光伏发电的特点。

2 分布式光伏发电系统研究

本文通过对传统独立型和并网型分布式光伏发电系统的研究，对分布式光伏发电微电网的各部分控制策略进行了详细的研究，分别对分布式光伏发电在特殊或者一般的场合不同的直流型微电网和交直流型微电网的拓扑与整体的控制策略进行了深入的研究解析，总结出以下的特点：

(1)对于光伏电源的最大功率进行追踪，由于常用的干扰观察法进行观察所需要的传感器设备非常多，所以在光伏电池段的直流变换电路的输出电压十分稳定的情况下，提出了把直流变换电路的占空比与光伏电池端一同作为出入的变量进行最大功率的检测。这样的观察方法可以省略掉光伏电池的传感器和电路的影响，从而提高了观察方法的可靠性。

(2)伴随着独立型光伏发电系统的容量增加、规模扩大的发展趋势，就需要配置能量管理控制器对能量系统进行控制。在光伏发电系统的各种工作情况下依然能够维持能量的平衡，就要我们采用在阻性符合的基础上，对母线电压上升的功率增大规律以及能量平衡的原理，得出根据母线电压变化，实现同时对光伏电池输出、蓄电池充放电、供电系统的统一控制。这样的方法不仅简化了独立型光伏发电系统的控制，对光伏电源实现工作的优化追踪;还实现了对于光伏电池输出功率的平稳控制，从而省略掉传统控制的工作模式转换的过程。提出能够统一能量控制策略的工作中找到最优方法，保证光伏电池端电路高效稳定的工作。

(3)提出了可以广泛利用的分布式光伏电源与光伏发电微网中逆变器无直流的电压控制策略。对于分布式光伏发电微网系统中所需要的逆变器进行分析，并加以改进，创造性的提出消除控制直流电压控制的方法，提高逆变器的性能。有助于降低电磁干扰，提高系统的稳定与可靠性能，还能够降低控制成本。

(4)在对于分布式光伏电源的控制方面，提出了可以应用的直流侧无电压传感器两级并网逆变器的控制方法。对于直流侧无电压传感器两级并网逆变器无电流的控制策略的基础上，与现在的光伏电池阵列实施方法相结合，利用上级光伏电源在电感连许模式下进行电流的输入与输出的占空比之间的相互关系，只通过测量光伏电流来实施即可。这一控制策略能够实现分布式光伏电源的最大功率，并且对于并网发电和不降低逆变器输出性能上，减少了分布式光伏电源在直流侧中电压传感器和相对应的电路问题。

(5)提出了根据分布式光伏直流微型电网的拓扑结构和控制策略。在微电网内中光伏电池的阵列因为区域的不同阵列形式也不尽相同。通过心电路能够连接到供电系统中的分支母线，系统能够通过分支母线为符合提供电能。这样的策略可以简单高效的容纳分布式光伏电源又能够经济便捷的为直流负荷提供电能。

3 结语

伴随着全球经济的快速增长，世界工业的发展也在逐年提高，工业发展对于能源资源与环境资源的需求也越来越大，为了人类社会的可持续发展，这就需要提高经济发展的速度。为了确保我国在能源噶站的道路上越走越远，我们更需要加快经济布局的合理调整，提高能源利用效率，保护自然环境治理污染。为了解决环境资源和能源资源与经济发展之间的矛盾，发达国家以及一些发展中国家和地区正在加快产业结构的优化升级和能源资源的合理利用。光伏发电作为新兴的可清洁能源，符合这一要求。所以分布式光伏发电与微网容量不断只能加，对于分布式光伏发电系统的研究，提出了对于分布式光伏发电的控制策略和方法，从而解决光伏发电在输出波动性可不可控行对于微网和大电网的影响，加快了光伏发电推广与使用。

分布式光伏光伏