發布時間：2020-10-15所屬分類：電工職稱論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：當前，中國光伏產業發展出現嚴重的結構性失衡，棄光限電的現象相對比較突出，尤其是對于西部光伏能源較為發達的區域，需要進一步優化產業結構，促進企業轉型升級，大力推廣分布式光伏產業建設，從根本上解決當前光伏發電產業失衡的問題。對棄光地區光
摘要：當前，中國光伏產業發展出現嚴重的結構性失衡，“棄光限電”的現象相對比較突出，尤其是對于西部光伏能源較為發達的區域，需要進一步優化產業結構，促進企業轉型升級，大力推廣分布式光伏產業建設，從根本上解決當前光伏發電產業失衡的問題。對棄光地區光伏發電實行保障性收購，一定程度上托底光伏能源項目的收益，對新能源的發展有積極作用;對于改善優化光伏能源產業結構、優化生態環境建設、轉變城鄉用電理念等具有重大意義，同時分布式光伏具有廣闊的發展前景與巨大的市場潛力，也為光伏產業可持續發展注入了新動能。本文基于分布式并網光伏發電系統的應用展開論述。
關鍵詞：分布式并網;光伏發電系統;應用
引言
光伏并網發電主要是通過利用太陽能進行發電，而無需借助任何可能造成污染的化石燃料，在整個生產過程中不會排放任何的二氧化碳和污染物質，有助于促進社會經濟的可持續發展。通過將光伏發電有效的并入公用電網之中，能夠及時將多余的發電量輸送至供電公司，進而確保城市電能的充足供應。為了能夠確保光伏發電系統順利接入到公用電網中，就需要其發電站系統進行統籌規劃合理安排，提高其設計的科學性，進而不斷提高分布式并網光伏發電站的設計水平。
1光伏并網發電系統基本原理
光伏并網發電系統(如圖1所示)主要設備包括:光伏電池組件、逆變裝置和控制裝置。光伏電池組件將光能轉換的直流電能，先通過DC/DC變換器將低壓直流轉換為高壓直流，再通過DC/AC逆變器對高壓直流逆變成用戶所需的交流電。
控制系統通過PWM驅動信號控制DC/DC變換器使系統保持最大功率運行。通過與單級式光伏發電系統的性能比較，兩級式光伏發電系相對單級式光伏發電系統的區別是多了一個DC/DC變換環節，通過MPPT控制逆變過程保持最大功率運行，雖然多了一個DC/DC變換環節會使得能量轉換效率有所下降，但它的PV輸入范圍一般比單級式要寬，因此控制也較簡單，兩級式發電系統一般在中大功率的發電系統中適用較多，而小功率的組串式光伏發電系統則一般都是帶單級式光伏發電系統以保證發電效率。根據光伏發電系統設計的技術要求，兩級式光伏并網發電拓撲結構如圖2所示。本次設計按照要求采用工業上應用較為廣泛的模糊控制改進變步長尋找光伏發電最大功率點(MPPT)。其主要控制思想是在變步長小擾動控制方法加入模糊控制系統，使得步長變化量有更合理的選擇。DC/AC逆變部分采用PQ控制，并在PQ控制的基礎上對電流環PI參數進行了改進。對于并網同步問題采用傳統可靠的PLL鎖相技術保障系統同步運行。濾波器采用能消除開關次諧波的LCL通用濾波器。
2分布式光伏發電定義
所謂分布式光伏發電，即在短距離內實現太陽能和電能之間的轉換與消納，通常用戶既作為電源點也作為負荷端，另外多余的電量還可以進行上網發電，給用戶創造出經濟效益。所謂分布式是相對于集中式而言，分布式光伏發電具有以下特點。(1)太陽能是一種自然能量，且目前人類能有效利用的太陽能僅占太陽能量的很小一部分，太陽能對目前人類的技術水平而言是可以無限開采且可以重復利用的。(2)分布廣泛性，凡是太陽照到的地方就可以利用，特別是對于一些偏遠山區、不易建設高空線路的區域等，分布式光伏發電的適應性很好地解決上述問題。(3)高效性，光伏發電利用的光電效應，不會向火電那樣實現熱能、動能、機械能、電能之間的轉換，相較于傳統發電，光伏發電中間環節特別少，因而能量損耗少，光伏發電的效率一般在80%以上，甚至更高。(4)清潔無污染，節約水資源，和火力發電比較，在光伏發電過程中不會產生NOX、SOX、二氧化碳等污染物，也不會產生PM2.5等有害顆粒等，另外，光伏發電過程中不需要水進行冷卻和進行能量轉換，特別適合西北等光資源豐富、水資源匱乏等地區。
3分布式光伏并網技術難點分析
3.1對故障中短路電流的貢獻
傳統的同步電機具有提供短路電流的能力，在與電網提供的短路電流疊加后可以確保線路保護在1~2個周波時間斷開。然而，光伏逆變器由于能量密度有限，其中電力電子元件過流能力限制，并不能提供較高的短路電流。通過實驗和動態仿真，一般認為光伏逆變器的短路電流只比額定電流大25%以內。即使在國際相關標準中，也只要求逆變器提供1倍額定的短路電流。這導致在大規模接入分布式光伏的情況下，傳輸線發生短路故障時，由于光伏逆變器短路電流能力不足，線路上的故障無法被檢測并且使保護響應。尤其是在傳統的三段式保護中，瞬時電流速斷保護可能會不能被識別。根據光伏電站并網分析經驗，并網點的短路電流主要由接入的主網提供，并網點連接的網絡是否“堅強”整體決定了分布式的短路能力。光伏發電站貢獻短路電流造成中低壓設備的改造問題，如對電流保護、中壓開關和電流互感器等元器件的重新選型。因此，光伏發電系統的短路電流貢獻應當在配電系統規劃、分布式系統設計中被充分考慮。
3.2對電能質量的影響
太陽能發電存在許多的不確定，這對采用光伏發電系統的電網來說，短期負荷的預測的準確性會大大降低，無形中增加斷面交換功率的控制難度以及電網運行的不穩定因素。分布式光伏發電系統并網后，大電網中的電源點增加了許多，由于電源點比較分散，規模又比較小，這在很大程度上加大了電源協調控制的困難，對電網的電壓穩定和頻率安全等方面都造成了一定的影響。分布式光伏發電系統的開停機以及發電站補償電容器投切都會對電網的電壓造成一定的影響，進而影響電能質量。在分布式光伏發電系統并網接入后，電網的電壓波動與閃變次數增加，常規電源對電網的調控能力也會相應減弱，這對于電網的安全穩定運行控制是極為不利的。
結束語
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。——論文作者：吳建峰 1 何震 2
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