秦先威++丛佳慧

[摘 要]近年来，分布式光伏发电运行控制技术得到了业内的广泛关注，研究其相关课题有着重要意义。本文首先对相关内容做了概述，分析了分布式光伏发电的关键技术，并结合相关实践经验，分别从多个角度与方面就分布式光伏发电运行控制技术展开了研究，阐述了个人对此的几点看法与认识，望有助于相关工作的实践。

[关键词]分布式；光伏发电；运行控制；技术

中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）09-0369-01

1 前言

作为一项实际要求较高的技术方法，分布式光伏发电运行控制技术的特殊性不言而喻。该项课题的研究，将会更好地提升对光伏发电运行控制技术的分析与掌控力度，从而通过合理化的措施与途径，进一步优化该项发电工作的最终整体效果。

2 概述

太阳能作为各种可再生能源中最重要的能源，其特点是分布广，容易获取。对于人类的生活来说，太阳能基本上是取之不尽、用之不竭。太阳能属于可再生绿色能源，是本世纪前途最光明的一种能源。我国最近几年全国性的用电荒，拉闸限电，能源供应十分紧张，面对这种严峻的能源形势，存在的巨大能源缺口，只能由新生能源来补充。在可再生能源中，小水电以及风力发电已经达到商业化水平，但它们的资源量以及地理分布十分有限，即使能够全部开发利用也难以满足不了我们实际的需求，因此，太阳能光伏发电具有非常大的发展潜力以及必要性。

3 分布式光伏发电的关键技术

3.1 微型逆变器

传统大功率集中式并网的太阳能光伏系统由紧密相连的太阳能电池板组成。先将这些电池板分组串联，再将串联成组的电池并联起来形成电池阵列。太阳能电池板阵列产生的直流电流通过汇流箱连接到集中式光伏逆变器，完成DC/AC转换后连接到电网，并通过最大功率追踪（MPPT）优化太阳能光伏系统的效率。但是，当日照不均或者电池特性不均或有局部阴影或碎砾等遮蔽光伏系统时，光伏系统的整体输出功率就会大幅降低。并且，如果串联中的任何一个电池发生故障，那么整个电池组将会失效。

为了避免发生上述情况，最大化提高装机的发电效率，最好的办法就是为尽量少的太阳能电池模块组配备逆变器。基于此原理，市场相继开发出组串式逆变器和微型逆变器。

3.2 分布式发电系统并网控制

由于分布式发电系统具有多能量来源、多变流器并网的特点，因此必须对其并网控制进行研究。包括：针对具有多能源多并网逆变器的分布式发电系统，研究其并网运行时相互耦合影响的机理和并网协调控制问题：研究独立运行时多个逆变器的电压和频率的协调控制，以实现动态和稳态负荷的合理分配：针对具有多能源多并网逆变器的分布式发电系统，研究合适的并网、独立控制模式和协调一致的切换控制策略：针对具有多能源多并网逆变器的分布式发电系统的特点，开展适合并网逆变器的无盲区孤岛检测方法和防伪孤岛技术研究。

3.3 变换器总体结构

变换器总体结构主要有单级式和两极式能量变换并网系统。

单级能量变换光伏并网系统只有oc/Ac逆变一级能量变换，主要由太阳能电池阵列、直流母线电容、逆变器以及滤波电感组成。在有的系统中，由于光伏电池电压较低，逆变器后还会增加一个升压变压器。

单级能量变换光伏并网系统的主要优点是：电路拓扑简单，可通过一级能量变换实现最大功率跟踪和并网逆变两个功能，这样可以提高系统的效率、减小系统的体积和重量、降低系统的造价，从而可以减少光伏并网发电系统的造价。

然而，单级系统将太阳能电池的最大功率点控制、逆变器的逆变控制、并网控制等控制目标都集中在逆变器控制器的一级能量变换环节上，控制实现较为复杂。在户用光伏系统中，通常太阳能电池功率较低，输出电压较小，在单极系统中就要加入变压器升压，或在交流侧加交流工频变压器，这样都会增加系统的体积、造价。

4 分布式光伏发电运行控制技术

4.1 停机模式

在装置交流电压加电后，系统将处于停机状态。在待机、电网运行监控、启动、运行或者故障状态下，可以通过触摸屏、后台或者启停旋钮下启动停机指令，装置即退出目前状态，转为停机状态。在待机、电网运行监控、启动以及运行状态下假如发生了一级故障或者一级以上故障下，装置在连续5次故障复位失败后会退出该状态，转为停机状态。

4.2 待机模式

在停机状态下时，交流手动断路器以及直流手动断路器位于闭合状态，而且在触摸屏或者后台下发启动命令，亦或者在人机接口面板上转动启停按钮到启动位置后，装置会从停机状态转为待机状态。在光伏矩阵电压低于原先设定的最低启动电压时系统会持续保持在待机状态下。假如在设定时间内均有矩阵输出电压VPV>VPVstar，光伏并网装置即转为电网运行情况监控阶段。在待机状态下，假如装置检测到故障发生，会退出待机状态，转为故障状态。

4.3 电网运行情况监控模式

该阶段主要是监控电网电压以及频率是否超过限度。其中电压越限分为2个等级，上下限对称；频率越限也分2个等级，上下限对称。在设备触摸屏或者远程控制中均可以设定电网运行状况监控的监控时间。在电网运行状况监控状态下，假如检测到故障发生，会退出电网监控状态，转为故障状态。

4.4 启动模式

假如在设定时间内均有阵列输入电压VPV>VPVstar时，并且电网电压以及频率正常，则装置转为启动中状态，交直流接触器自动吸合，在该模式下逆变器会实时监控矩阵电压以及电流。在交直流接触器完全闭合时，装置即由启动中状态转为运行状态。在启动中状态下，假如检测到故障发生，会退出启动中状态，转为故障状态。

4.5 运行模式

在设备运行过程中，装置实现了由光伏矩阵直电能向电网交流电能的转变。本系列的逆变器可以以恒功率模式、恒电流模式、恒电压模式以及最大功率点跟踪模式中的其中一种模式运行。系统默的是最大功率点跟踪模式。在系统运行状态下，在设定时间内，假如实测功率低于PPVSTOP，即做出停止向电网输送能量，并且立即跳开交流接触器处理，转为待机状态。在系统运行状态下，假如检测到故障发生，会退出行状态，转为故障状态。

5 结束语

综上所述，加强对分布式光伏发电运行控制技术的研究分析，对于其良好实践效果的取得有着十分重要的意义，因此在今后的分布式光伏发电运行控制过程中，应该加强对其关键环节与重点要素的重视程度，并注重其具体实施措施与方法的科学性。

参考文献

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