分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用摘要：分布式發(fā)電系統(tǒng)中的并網(wǎng)實(shí)現(xiàn)相對(duì)簡(jiǎn)單，針對(duì)系統(tǒng)應(yīng)用過(guò)程中的并網(wǎng)技術(shù)做分析，強(qiáng)調(diào)并網(wǎng)技術(shù)的專業(yè)化、規(guī)范化使用，對(duì)于分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的整體應(yīng)用進(jìn)步有積極的作用。關(guān)鍵詞：分布式光伏；發(fā)電系統(tǒng)；并網(wǎng)技術(shù)；應(yīng)用前言分布式光伏發(fā)電所倡導(dǎo)的就近發(fā)電、就近并網(wǎng)、就近轉(zhuǎn)換和就近使用的原則對(duì)發(fā)電量提升有積極的作用，并對(duì)解決電能長(zhǎng)距離運(yùn)輸?shù)膿p耗問(wèn)題也有顯著價(jià)值。和傳統(tǒng)集中式光伏發(fā)電形式做比較分析，分布式光伏發(fā)電具有明顯的優(yōu)勢(shì)。1我國(guó)分布式光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀要充分應(yīng)用分布式光伏發(fā)電，需對(duì)分布式光伏發(fā)電做全面的分析與理解。就概念解讀來(lái)看，分布式光伏發(fā)電具體指在用戶所在場(chǎng)地或附近建設(shè)安裝、運(yùn)行以用戶端自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)劑余缺為特征的發(fā)電設(shè)施或是電力輸出的能量綜合梯級(jí)利用多聯(lián)供設(shè)施。就分布式光伏發(fā)電的具體應(yīng)用來(lái)看，其具有新穎性，并存在巨大市場(chǎng)發(fā)展前景，是具有顯著應(yīng)用價(jià)值的發(fā)電和能源綜合利用方式。分布式光伏發(fā)電所倡導(dǎo)的是就近原則，能有效解決電能長(zhǎng)距離輸送過(guò)程中的能源損耗問(wèn)題。基于綠色生產(chǎn)和節(jié)能降耗的生產(chǎn)大環(huán)境，電力企業(yè)積極響應(yīng)國(guó)家政策，國(guó)家電網(wǎng)公司發(fā)布了分布式光伏發(fā)電的具體管理辦法，為分布式光伏發(fā)電的高速度、高質(zhì)量發(fā)展打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。從2009年開始，我國(guó)實(shí)施了“金太陽(yáng)”工程和光電建筑示范項(xiàng)目，并明確規(guī)定了對(duì)分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的補(bǔ)貼要求。在政策的引導(dǎo)下，我國(guó)分布式光伏發(fā)電呈現(xiàn)出了爆炸式增長(zhǎng)的態(tài)勢(shì)。就統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)來(lái)看，我國(guó)的分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目數(shù)量目前仍在不斷增加，發(fā)電量也在持續(xù)上升，有效緩解了我國(guó)電力資源短缺問(wèn)題，為社會(huì)生產(chǎn)實(shí)踐提供了良好助力?？偟膩?lái)看，分布式光伏發(fā)電在當(dāng)前的電力生產(chǎn)實(shí)踐中占據(jù)著重要地位，為進(jìn)一步的發(fā)揮分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的價(jià)值和作用，討論并網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)和我國(guó)電力系統(tǒng)穩(wěn)定、持續(xù)、安全的銜接，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)剩余電力的統(tǒng)一調(diào)度，對(duì)于解決我國(guó)電力資源的使用問(wèn)題有非常突出的現(xiàn)實(shí)意義。2分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的控制技術(shù)2.1控制系統(tǒng)硬件按照分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)控制需求，選擇硬件電路，系統(tǒng)控制重點(diǎn)參數(shù)內(nèi)容如下：（1）大電網(wǎng)的額定功率運(yùn)行標(biāo)準(zhǔn)為50Hz；（2）大電網(wǎng)的頻率偏差在±0.5Hz；（3）光儲(chǔ)系統(tǒng)存在的電壓偏差應(yīng)該不超過(guò)5%；（4）光儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)三相電流的斜波要求應(yīng)該在5%內(nèi)；（5）光儲(chǔ)系統(tǒng)的直流側(cè)電壓處于300~800V直之間。由于硬件系統(tǒng)屬于分布式儲(chǔ)能光伏并網(wǎng)基礎(chǔ)系統(tǒng)，電路組成部分有主要電路，還有采樣、控制、驅(qū)動(dòng)等電路，并網(wǎng)運(yùn)行階段，能夠采集電網(wǎng)實(shí)時(shí)電流、電壓，還能明確儲(chǔ)能單元荷電狀態(tài)，下文使用“SOC”表示，在控制電路當(dāng)中生成啟動(dòng)信號(hào)（PWM），使變流器產(chǎn)生動(dòng)作，完成對(duì)系統(tǒng)控制。分布式光伏系統(tǒng)運(yùn)行階段，變流器驅(qū)動(dòng)環(huán)節(jié)，驅(qū)動(dòng)電路需要借助反激式方式完成，維持變流器正常運(yùn)行。運(yùn)用反激式驅(qū)動(dòng)，需要先采集系統(tǒng)信號(hào)，按照硬件功能需求而展開，采集信號(hào)能夠?yàn)橛布K提供算法數(shù)據(jù)。信號(hào)采集階段，為了確保數(shù)據(jù)精準(zhǔn)，還需要對(duì)電流、電壓等信號(hào)采取處理措施，使其能夠經(jīng)過(guò)隔離電路，進(jìn)而完成高電壓、電流信號(hào)向低電壓、電流信號(hào)的處理，生成電壓、電流等信號(hào)能快速進(jìn)入DSP芯片當(dāng)中，輔助控制過(guò)程順利進(jìn)行。2.2控制電路設(shè)計(jì)在分布式光伏控制線路中，應(yīng)該注意母線電壓的合格率，應(yīng)該達(dá)到指標(biāo)要求，這樣采集的母線電壓數(shù)據(jù)才能處于合理范圍之內(nèi)。對(duì)于電流信號(hào)進(jìn)行采集，需要利用芯片運(yùn)放采樣電流，保持運(yùn)分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制技術(shù)研究王洋洋（華北水利水電大學(xué)河南省鄭州市450000）放階段電流信號(hào)可滿足ADC芯片電流要求。電流、電壓等采集線路設(shè)計(jì)完成以后，還需要對(duì)于系統(tǒng)采取保護(hù)設(shè)計(jì)，具體包括欠電壓、過(guò)電壓、過(guò)電流等保護(hù)設(shè)計(jì)。本研究根據(jù)分布式光伏電網(wǎng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)運(yùn)行這一要求，完成保護(hù)電路的設(shè)計(jì)，為了保證電路能夠平穩(wěn)運(yùn)行，可設(shè)計(jì)電源電路。按照電力電子原理可知，當(dāng)IGBT電路柵極受到正向電壓沖擊，并且產(chǎn)生觸發(fā)脈沖時(shí)，那么驅(qū)動(dòng)電路就會(huì)導(dǎo)通。驅(qū)動(dòng)芯片通常選擇具備欠壓保護(hù)、電壓檢測(cè)多種功能的產(chǎn)品。除此之外，還可以利用CAN總線對(duì)于分布式控制、串行通信之間的通信網(wǎng)絡(luò)采取實(shí)時(shí)控制措施。2.3控制軟件設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)利用TMS320f2812作為核心芯片，融合微機(jī)控制、DSP等技術(shù)特點(diǎn)，因此控制能力強(qiáng)，對(duì)于復(fù)雜算法能夠有效處理。利用分布式儲(chǔ)能并網(wǎng)系統(tǒng)展開軟件設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)內(nèi)容包括DSP程序框架、主程序、中斷子程序等。第一，主程序的設(shè)計(jì)作為基礎(chǔ)內(nèi)容，需要在系統(tǒng)正式運(yùn)行以前完成各項(xiàng)初始化操作，對(duì)于不同控制模塊工作模式進(jìn)行設(shè)置。系統(tǒng)啟動(dòng)之時(shí)，需要先將內(nèi)部中斷關(guān)閉，之后開始初始化操作，完成以后中斷開啟，等待中斷端信號(hào)，如果系統(tǒng)內(nèi)存在該信號(hào)，那么可按照中斷優(yōu)先級(jí)別、類型等自動(dòng)進(jìn)入子程序控制當(dāng)中。主程序控制整個(gè)流程，中斷子程序有三個(gè)，一是ADC中斷，二是保護(hù)中斷，三是外部中斷。ADC中斷主要負(fù)責(zé)AD轉(zhuǎn)換、檢測(cè)畸變量、輸出PWM算法等，保護(hù)中斷的功能。系統(tǒng)如果出現(xiàn)故障，能夠快速將脈沖封鎖，并且將PWM輸出停止；外部中斷是在同步坐標(biāo)發(fā)生變化時(shí)，能夠?qū)τ诔跏枷辔徽归_校對(duì)。2.4系統(tǒng)控制流程ADC中斷控制流程需要按照分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行特點(diǎn)，利用DSP內(nèi)AD采樣引腳，實(shí)時(shí)獲取電壓、電流等信號(hào)，之后利用固定算法，獲得PWM脈沖、指令信號(hào)等，以此對(duì)于變流器進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，產(chǎn)生有功功率。當(dāng)中斷服務(wù)程序開啟以后，應(yīng)該先將中斷關(guān)閉，后對(duì)采樣信號(hào)進(jìn)行讀取，之后按照協(xié)調(diào)控制這一算法，將系統(tǒng)的功率缺額計(jì)算出來(lái)，最后利用協(xié)調(diào)控制，保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運(yùn)行。保護(hù)中斷程序運(yùn)行期間，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那么就會(huì)將脈沖封鎖，確保系統(tǒng)能夠處于環(huán)境下運(yùn)行。如果系統(tǒng)內(nèi)部存在故障，那么就會(huì)發(fā)出指令，將PWM輸出信號(hào)停止，以免系統(tǒng)當(dāng)中存在過(guò)高電流，沖擊開關(guān)，導(dǎo)致功率開關(guān)受損。AD轉(zhuǎn)換結(jié)束之后，對(duì)于其采集數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，之后對(duì)系統(tǒng)故障加以檢測(cè)，如果故障存在，那么就要將脈沖封鎖，否則系統(tǒng)就會(huì)持續(xù)運(yùn)行。外部中斷主要通過(guò)變換同步坐標(biāo)完成初始相位的校對(duì)，和系統(tǒng)控制準(zhǔn)確度有直接聯(lián)系。系統(tǒng)運(yùn)行階段，中斷尚未開始時(shí)，就可以對(duì)相位校準(zhǔn)，若沒(méi)有發(fā)現(xiàn)錯(cuò)誤，那么就可繼續(xù)計(jì)算，如果發(fā)生錯(cuò)誤，那么可自動(dòng)校正，之后將中斷標(biāo)志清除，并退出中斷。2.5控制策略驗(yàn)證分布式光伏并網(wǎng)系統(tǒng)控制實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)選擇電網(wǎng)參數(shù)為電壓AC380V，電流200A，頻率50Hz。電池使用磷酸鐵鋰型，每個(gè)電壓為3.2V，容量10kWh。逆變器處于并網(wǎng)下，為三相四線制，輸出功率50kW，額定電壓380V，額定頻率為50Hz；離網(wǎng)模式下，額定電壓為380V，輸出頻率為50~60Hz。直流電壓350~850V，直流紋波在5%以內(nèi)，穩(wěn)壓精度在±1%，轉(zhuǎn)換效率能夠超過(guò)95%。選擇多晶硅組成的光伏發(fā)電系統(tǒng)，其中額定功率10kW，額定輸入電壓640V，電壓變化區(qū)間在200~800V，逆變啟動(dòng)的電壓是120V，最高直流功率為13000W，通過(guò)分布式儲(chǔ)能的并網(wǎng)系統(tǒng)控制系統(tǒng)運(yùn)用，對(duì)于控制策略加以驗(yàn)證，檢驗(yàn)過(guò)程，儲(chǔ)能放電使用光伏負(fù)載SOC(70~85%)，充電利用SOC(15~30%)和SOC60%，對(duì)于控制策略實(shí)效進(jìn)行驗(yàn)證。結(jié)束語(yǔ)綜上，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)在現(xiàn)階段電能生產(chǎn)實(shí)踐中進(jìn)行應(yīng)用，不僅能有效緩解電能緊張現(xiàn)狀，還能有效控制能源生產(chǎn)實(shí)踐中的污染問(wèn)