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光伏并网发电系统关键技术分析

发表于:2015-08-20 09:07:00 来源:科技创新与应用

光伏并网发电系统,通过可靠的技术,融入到现代电网中,同时预防电网对光伏并网发电系统的影响。光伏并网发电系统对应用技术的要求比较高,考虑到电网的未来发展,应该注重并网发电系统的安全建设,深化各项技术的应用,调整光伏并网发电系统在电网中的结构,保障光伏发电的稳定性,体现技术应用的实践价值。

1 光伏并网发电系统的设计

光伏并网发电系统,属于光伏发电系统的一个项目,通过逆变器接入到电网内,共同供应社会用电。并网光伏发电系统的结构构成如图1所示,光伏电池阵列,用于收集太阳能,其可架设在高层建筑的顶部,确保光伏并网发电系统具有充足的太阳能光源。DC/DC,为功率跟踪器,促使光伏并网发电系统内的功率能够保持在最佳状态,图1是有蓄电池环节的系统,使光伏并网发电系统具有可调度的特点,完成电能储藏,同时也增加了DC/AC的工作负担。DC/AC是指光伏发电系统与电网系统相连接所用的逆变器,光伏发电系统可以稳定地连接到电网系统内。大量分布式发电系统接入到电网内,加快了电网智能化的建设进程,尤其是光伏并网发电系统的设计,拓宽了社会对太阳能资源的使用范围,缓解了传统电能的供应压力。

 

2 光伏并网发电系统中的关键技术

结合光伏并网发电系统的设计,例举比较关键的技术,用于提高光伏并网发电系统的能力。

2.1 最大功率点跟踪技术

最大功率点跟踪技术,辅助光伏并网发电系统达到最大的功率状态。此项技术中,采用了两种方法,实现功率跟踪。

2.1.1 电导增量法

此类方法的原理是:根据光伏并网发电系统的运行状态,得出瞬时电导的数据,通过分析电导的变化量,明确系统中的最大功率点。

2.1.2 扰动观察法

扰动观察法的方式比较简单,其在光伏并网发电系统内,引入小扰动,观察并比对波动的状态,结合扰动变化的方式,主动调节光伏并网发电系统的工作方式。例如:光伏并网发电系统内,设定△V扰动,根据P=VI公式,计算出光伏并网的功率,比对△V扰动前后的功率P、P`,如果P>P`,表明△V降低了并网功率,相反,如果P<P`,表明△V增加了并网内的功率,光伏并网发电系统结合扰动观察法,促使功率朝向最大化的状态进行。

2.2 并网逆变器控制技术

光伏并网发电系统中的并网逆变器控制技术,采用的是PID控制器,通过控制输出的电流,确保光伏并网发电系统与电网保持同频的电流。PID在光伏并网发电系统中,采用直接+间接控制的方式,直接控制辅助于间接控制,弥补间接控制的缺陷。PID控制技术,有利于提高光伏并网发电系统的动态性,其可按照并网电流的指令,控制运行电流的传输,同时保持光伏并网内的电压稳定,促使光伏并网发电系统迅速达到最佳功率的状态。并网逆变器控制技术在PID的作用下,分为电流内环和电压环设计,目的是提升光伏并网发电系统的运行效率。

2.3 分布式电源并网技术

分布式电源并网技术在光伏并网发电系统中的应用,能够提高供电的可靠性,保障光伏发电启停操作的灵活性。我国光伏并网发电系统中,引入分布式电源并网技术,用于平衡并网中的传输负荷,降低传输过程中的负荷损失,实现电力的就近输送和就近供应,解决了长距离电网供电的问题。分布式电源并网技术,其可实现光伏并网发电系统的间歇性,检测光伏并网发电系统的高峰期与低谷期,利用分布式电源,实现储能和调用。例如:分布式电源在光伏并网发电的高峰期,提供定量的存储电能,而且分布式电源能够在光伏并网中,允许电压变化范围中的最小负荷位置,给与储能补充,实现高效率的缓冲应用。分布式电源并网技术的优势虽然多,但是很容易在光伏并网发电系统中引起安全问题,如:继电保护风险、过电压等,因此,分布式电源并网技术应用时,还要注重技术安全的控制。电力企业在光伏并网发电系统中采用分布式电源并网技术时,以《分布式功能系统工程技术规程》为标准,先解决分布式电源并网规范上的问题,全面预防规格、参数风险,再进行技术缺陷的改进,支持光伏并网发电系统的应用与发展,保障光伏并网发电的安全性、可靠性,推进智能电网的建设。

3 光伏并网发电系统中的安全保护技术

光伏并网发电系统的运行过程中,很容易发生孤岛效应,当电网系统断电时,光伏并网在逆变器的作用下,形成独立的供电系统,引起供电孤岛。为了光伏并网发电系统的安全性,提出防孤岛保护的措施,一旦防孤岛保护检测到潜在的孤岛效应,会在2s内完成逆变器解列,预防孤岛破坏。防孤岛保护措施中,可以分为主动检测和被动检测两种方法,文章以主动检测为例,分析防孤岛保护在光伏并网发电系统中的应用。防孤岛保护的主动检测中,对逆变器有一定的要求,主动检测逆变器在孤岛效应中的反应时间。

按照表1所述的标准,针对光伏并网发电系统内的防孤岛保护,设计频率检测方法,使防孤岛保护主动检测电网内的频率变化,逆变器能够在规定的时间内完成防孤岛保护。防孤岛保护对主动检测方法的应用,可以借助仿真实验,观察电网内的负载数据,预测电网是否潜在断电的可能性,进而控制逆变器,保护光伏并网发电系统。孤岛效应对光伏并网发电系统的危害比较大,不仅影响了系统的供电效益,还能引发安全事故,无法保障工作人员的安全,所以防孤岛保护是光伏并网发电系统中不可缺少的安全保护技术,避免光伏并网发电系统受到电网的影响,维护光伏并网的可靠性。

4 结束语

光伏并网发电系统,朝向成熟化的方向发展,逐渐成为电网系统的重要组成部分。光伏并网发电系统内的关键技术,需要根据系统设计进行规划设计,以免影响并网的运行效率,同时还要落实安全保护技术,预防光伏并网发电系统的风险事故。完善关键技术在光伏并网中的应用,推进系统技术的应用,保障光伏并网发电系统的优质性。

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