分布式并網光伏發電站系統應用與技術分析

陳金波 薛峰

摘 要：在能源資源緊張的時代背景中，太陽能等可再生性、清潔性能源在現代產業發展中占據重要地位，其對光伏發電產業持續發展進程起到推動作用。分布式光伏發電系統具有無占地性、無噪音、無污染、架設電安設電線路就可發電等優勢特征，故而得到較廣泛應用。文章在對光伏發電系統主要構成闡述的基礎上，針對當下分布式光伏并網發電系統運行期間常用的幾種技術類型作出詳細探究，并結合該技術對電網運行形成的影響，對其未來發展方向作出科學預測。

關鍵詞：分布式；并網光伏發電站系統；技術應用；發展前景

中圖分類號：TM615 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2019）20-0148-02

Abstract： In the context of the shortage of energy resources， renewable and clean energy such as solar energy occupies an important position in the development of modern industry， which plays an important role in promoting the sustainable development of photovoltaic power generation industry. Distributed photovoltaic power generation system has been widely used because of its advantages such as no occupation， no noise， no pollution， power generation by setting up electric power lines and so on. Based on the description of the main composition of photovoltaic power generation system， this paper makes a detailed discussion on several types of technologies commonly used during the operation of distributed photovoltaic grid-connected power generation system， and， combined with the impact of this technology on the formation of power grid operation， makes a scientific prediction of its future development prospect.

Keywords： distributed； grid-connected photovoltaic power station system； technical application； development prospect

當下人口基數不斷增加、生態環境污染與能源枯竭日益加劇。世界各國在發展經濟過程中提出節能環保的號召。在這樣的社會背景下，光伏發電技術的應用與推廣，已成為世界各國研究的熱點問題之一。分布式光伏并網發電是光伏的主要技術之一，加強對該發電技術的應用，能有效促進我國整個電伏發電產業發展，同時也有利于解除我國當下面對的環境污染問題，促進人與自然生態環境和諧發展。本文主要對分布式并網光伏的具體應用做出較詳細探究。

1 光伏發電系統基本構成

光伏組件一般分為晶硅電池組件和薄膜電池組件兩種，安設在建筑體屋頂上，其能有效接收太陽能輻射，并將太陽能轉化為電能。而分布式并網光伏發電系統的主要構成有電能電池、匯流箱、系統保護設備、配電裝置、監控系統等。本系統在設計過程中采用的光伏發電系統見圖1所示，對其整體分析后，發現光伏組件采用并聯與串聯的方式，將光伏組件產生的直流電匯流后，經光伏逆變器轉變為交流電，在交流配電設備的協助下，把電能順利的輸送給用戶或對電網傳導。

2 分布式光伏并網發電系統的相關技術分析

2.1 并網控制技術

從宏觀的角度分析分布式光伏發電系統特征有能源來源渠道廣泛、電流器并網數量繁多，其能提升系統的發電效率，檢測輸電線路長度，但同時其運行期間安全性受到一定威脅，為保證該發電系統在發電期間能安穩供電，此時對并網推行一定控制措施是必須進行的事宜，當下我國針對并網控制技術的研究主要包括如下幾方面內容：（1）分布式并網發電系統在獨立運轉狀態下10格力面積電壓與頻率能實現對其協調性、有效性控制。（2）能源的多樣化來源渠道及并網逆變器的分布模式，促使發電系統并網運轉期間能強化電網的協調性與規范性。（3）檢測無盲區孤島。該目標的實現需以發電系統有關特征為憑據，進而實現對網內電氣性能指標的深度性研究。

2.2 風險控制技術

當下，家裝分布式光伏發電技術在社會各個領域中有廣泛性應用。應用效果得到大量用戶的肯定與信賴。在這樣的情景下，與系統相關的風險控制技術應勢而生，對安裝家裝分布式光伏發電設備設施實施相關防控措施，能減少或規避不必要風險的發生。風險控制技術的研發，能保證用戶用電過程的安全性，當下家裝分布式系統設備在安裝過程中常見的風險類型有電壓保護風險，繼電保護風險等。在對以上風險防控期間，相關人員一定要嚴格依照有關規范與操作規則操作，給予安裝過程高度重視。精確設置與調控設備參數，能使發電設備設施后續運行安全性有一定保障。另外，技術人員在實踐中應連續優化控制設施與監控裝備，力爭實現對電力系統運行故障的全面性、實時性監測，同時結合技術監測期間發現的不足，深入分析問題成因，并及時實施針對性改善措施。針對設備的關鍵點，安設相關的絕緣裝備與避雷裝備，以優化繼電保護工作效率。

2.3 運行控制技術

目前我國分布式光伏并網發電系統的運行模式主要有如下兩種，一是上級調控監控中心的控制，二是系統智能化控制。運行控制技術在發的系統發電過程中的應用主要是采用實時動態性采集系統運轉所處環境溫度、輻射強度、交流輸出電壓及電流等指標，當被采集的數據與電腦系統輸出功率相關規定相符時，提示光伏發電系統可依照效率最高的原則，自行在恒壓恒功率恒電流及最大功率為點追蹤模式中作出最有利選擇。在恒壓運行模式下，逆變器中的直流母線電壓指標不變，電壓值是開路電壓的70.0%左右；而在恒功率運行模式下，技術人員可結合需求，連續調整指標。并網結合電力系統相關命令，進行規范性的發電作業；在恒流工運行模式下，并網發電目標的實現是以恒定交流電流為基礎，此時逆變器電流指標高低也能被連續調控，在最大功率位點追蹤運行模式，逆變器不僅能達到對太陽能電池板發電電壓的動態性監測，還可實現對電流電壓指標的全程追蹤，保證不同時間點并網發電作業的連貫性、有效性。

2.4 鎖相環控制技術

將該技術應用于光伏發電系統并網中，能實現對電網輸出交流電與市電同頻共相的有效調控。從本質上分析，其屬于一類反饋控制電路。在接收外部信號后，和自體信息系統信號作出對比性分析，進而利用其內部的有關環節控制，實現對內部回路信號相位與頻率指標的調控，最后將信號傳遞至外界。在鎖相環控制技術中，最明顯功能是檢測輸入出信號的相位差，同時能順利將相位差轉型為電壓信號，若輸出信號形成較大波動時，進相器傳導出的電壓信號也會形成紋波。環路濾波器的能是對這些電路信號計算平均值，同時剔除紋波，獲得運行相對平穩的電壓信號。壓控振蕩器在接收運行穩定電壓信號方面體現出較大優越性，同時能生成一定頻率的輸出信號，當輸出信號傳導至開關管的控制電路內時，就能實現對開關啟閉過程的控制，促使逆變器輸出電能和市電達成同頻共相的運行模式。

2.5 網絡拓撲技術

在分布式光伏系統中，網絡拓撲結構和以往的集中式發電系統相比存在本質性差異。對網絡拓撲結構進行深入分析，重點是要考慮本地太陽能的分布規律與負荷能力，進而對其實用性、隨機性等指標進行精確性評估。

3 分布式光伏并網發電系統對配電網電能質量形成的影響

3.1 誘發電能形成直流偏離故障

該發電系統在運轉過程中，主客觀等多種因素均會影響運行效率。一旦控制電路內運算放大器的零點遷徙及驅動電路出現不統一現象時，從很大程度上分析，會造成逆變器輸出電壓指標形成直流分量問題，此時該發電系統以逆變器為媒介與配電網相接，就會把直流分量也整合至配電網內，進而造成配電網運行過程中形成直流偏離故障問題。若發電系統形成的直流分量造成變電器正常位點出現偏離現象時，就會誘導變壓器形成一定飽和現象，直流分量高于規定指標時，將會對電源系統運行安全性形成負面影響，因為配電網線路阻抗相對較低，此時把數個逆變器直接并聯整合至電網內，即便是個光伏并網系統輸入電壓有直流分量，但是也會在不同并網的逆變器間形成數量較多的直流環流。

3.2 誘發電能形成諧波污染問題

通常情況下，并網系統以逆變器為依托實現并網的。但為有效規避其在特殊位置形成直通現象，相關人員通常在其運轉期間對控制開關信號采用死區控制方法，這樣保證逆變器在相同橋壁上的上、下兩管死區時間內，兩個開關管均能處于相同的運轉狀態中。但是受多種因素影響，逆變器運輸過程中會形成較嚴重的高頻諧波，這些諧波若長時間不能被解除，將會造成電流“畸形”。而在配電網現實運行期間，線路阻抗相對較大，如果未能及時實現對諧波的處置，情節嚴重將會誘發電壓“畸變”。

4 發展前景分析

在科學技術日新月異的時代背景中，我國也加大對工分布式光伏發電系統研發工作的支持力度，國家相關部門與地方政府機關陸續頒發了與光伏產業發展相關的政策措施當下光伏式發電系統在發電站交通監控景觀照明等領域中均有廣泛性應用，很多光很多居民也陸續開始使用家用家居太陽能電源產品，其中居民自建房屋城市居民小區等是當下應用范圍最廣的分布式光伏發電系統，日照輻射優良，安裝靈活度高，系統運行效率高是其主要特征促進其大規模推廣應用過程，據不完全統計，截至2018年我國分布式光伏新增2096萬千瓦，到12月底，全國光伏發電裝機達到1.74億千瓦，其中，分布式光伏5061萬千瓦。國家發布的相關政策文件中明確指出，全力鼓勵將分布式光伏發電系統建設，以實現和建筑工程的有效結合，支持企事業單位、社區與家庭安設與使用該發電系統，與此同時，關于屋頂問題、接入問題等也逐漸得到改善。

5 結束語

綜合全文，可見分布式光伏電網發電技術具備節能、建設成本低與環保等優勢特征，迎合了當下可持續發展理念，伴隨著能源短缺、環境污染現象的加劇，分布式光伏電網發電技術的優越性將會更顯著，在電網系統中占據至高點，獲得更大的發展空間。

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