光伏發電微網控制策略分析

隨著社會經濟和科技的發展，人們對電力的需求也越來越大，新能源發電得到了社會的一致認可。最近幾年，光伏發電技術獲得了巨大的進步，在微網中的應用也愈加廣泛。然而，在應用光伏發電的過程中，必須應用有效的控制措施來保證微網的正常運轉。

一、光伏發電技術

與傳統的水力發電和火力發電相比，光伏發電是一種發電過程更便捷、能源來源更多、毫無噪聲污染的高效環保發電技術。隨著科技和社會的進步，人們的環保意識和對能源利用效率的重視都達到了新的高度，光伏發電技術既能保證高效率的能源利用，又能做到環保無污染，是目前社會所迫切需要的先進發電技術，因此，光伏發電技術逐漸得到了非常廣泛的應用。然而，光伏發電技術依然存在一定的缺陷，在實際投入運行的過程中，應用光伏發電技術并不能很好的保證供電的穩定性。光伏發電技術對于光照強度的要求比較高，同時諸如溫度一類的環境因素會對光伏發電造成較大影響，如果光伏發電設施周遭環境出現較大變化，就會導致發電功率發生改變，進而影響供電的穩定性。光伏發電技術在應用于微網時，一般是由電力電子技術接口接入，這就使得光伏發電中并沒有慣量，也就沒有辦法應對負荷波動。負荷波動的存在，會影響發電系統的電壓和頻率，進而影響供電的質量。這些都是光伏發電技術在未來的發展過程中亟待解決的問題，而只要光伏發電技術持續進步和發展，就能夠在電網中發揮很大作用。

二、光伏發電問題

光伏發電系統由于發電原理和能源來源的原因，在運行過程中，會表現出一定的強非線系統的特征，而且發電特點也具有一定的隨機性和間歇性。光伏發電技術可以將太陽能轉化為電能，光伏電池作為光伏發電的核心元件，就是進行能量轉化的器件。光伏電池在工作過程中，很容易受到外界環境因素的影響，尤其是光照強度，光照強度的變化會直接影響光伏電池發電功率的大小，而光照強度通常是與天氣有很大關系。如果發電站當地天氣為多云，隨著天空中云的移動，照到光伏電池上的光照強度也會不斷發生變化，這就會讓光伏發電的發電功率來回波動，對微網電壓和供電頻率的影響是非常大的。在光照強度變化非常大的情況下，光伏發電的功率變化有可能會直接造成發電系統整體的不穩定，甚至崩潰，無法正常供電。而且，光伏發電功率在一定程度上會導致逆變器一直處于輕載狀態，容易引發保護裝置的啟動，導致電流諧波含量增多。光伏電池作為一種逆變電源，無法獨立完成能量的轉化和功率的穩定輸出，這就讓光伏發電技術在應用過程中對微網造成一定的影響，導致電能質量的降低。因此，在光伏發電系統中，可以應用蓄電池作為光伏電池和微網的電能中介。在發電過程中，通過光伏電池轉化光能，為蓄電池充電，如果光照強度發生變化，則通過調控蓄電池的充放電參數，對輸出功率進行相應的補償。就目前的應用情況而言，光伏發電一般應用分布式光伏發電機，會受到光照強度較大影響，在發電系統中引入蓄電池將會是一個很好的選擇。

三、光伏發電微網控制策略

基于虛擬同步發電機的控制策略，可以保障光伏發電微網的控制有效性。微網是一種供電量更小的電網，不同于大規模電網，微網的發電設備主要是由分布式電源構成，而大規模電網則普遍采用同步發電機。在實際的發電過程中，由于分布式電源的容量小，往往需要應用多臺分布式電源來協同發電，這樣才能滿足更高的負荷需求，而發電器件數量的增多，自然會帶來操作程序的復雜化。光伏發電中，分布式電源的能量來源為太陽光，屬于自然能源，發電的功率會受到光照強度很大影響，穩定性較低。而且分布式電源電抗能力比較低，如果發生問題，系統就很容易徹底停止運轉。對此，可以根據同步發電機的調頻調壓方法進行改良，在光伏發電的逆變控制過程中，加入同步發電機的算法，組合成虛擬同步發電機，然后在應用相應的控制器，就能夠達到穩定輸出的效果。

基于虛擬同步發電機的光伏發電微網控制，主電路采用的是三相逆變電路，其算法模塊的設計來源于二階機電暫態模型，能夠比較精確的模擬出光伏發電中的轉子機械特性。而且，該算法模塊能夠同時模擬定子的電氣特性。在應用光伏發電技術時，系統中的電流互感器和電壓互感器能夠實時檢測濾波器中的電流和電壓，并把得到的信息反饋給功頻控制器和勵磁控制器，這兩部分器件再對信息進行處理，就能相關參數進行適當的調整，保證逆變裝置的輸出處于平衡狀態，進而保證發電系統的平衡和穩定。在這一原理中，濾波器的應用只會將高次諧波分量過濾掉，不會對基波分量造成影響。在光伏發電中，應用虛擬同步發電機結構，能夠使光伏發電設備正常的并網運行，并提供穩定的電能輸出，保持供電質量，消除光伏發電對微網穩定性的影響，提高微網供電的質量和穩定。

科技水平的提高和進步，也讓微網技術和光伏發電技術不斷的獲得新的進展。在光伏發電微網控制得當的情況下，分布式光伏發電設備也能夠在更多的情況下得到良好應用，大大提高并網發電容量。有關技術人員可以應用基于虛擬同步發電機的控制策略，設計能夠自主調控輸出參數的光伏發電設備，推廣光伏發電技術的應用。