光伏并網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化管理與穩(wěn)定性思考

杜小剛

【摘要】 本文通過對光伏并網(wǎng)系統(tǒng)進行優(yōu)化，從而能夠提高其穩(wěn)定性，運用三相二平電流實現(xiàn)對電壓的控制，運用濾波器實現(xiàn)光伏陣列和電網(wǎng)之間的聯(lián)系，運用閉環(huán)控制的方法，實現(xiàn)對光伏陣列的最大功率的核算。

【關鍵詞】 光伏并網(wǎng)系統(tǒng) 最大功率點跟蹤 電流控制

現(xiàn)在，我國的太陽能電池組件能夠實現(xiàn)對電網(wǎng)電力的供給，但是，我國的光伏并網(wǎng)英語尚在最初階段，而且還沒有引進國外先進的技術，所以，我國大型的光伏并網(wǎng)的穩(wěn)定性還是比較差的，本文通過對光伏陣列的特點進行分析，再此基礎上能夠實現(xiàn)光伏并網(wǎng)的穩(wěn)定性。

一、光伏陣列的精確性分析

太陽能光伏陣列具有非線性的特點，按照其功率的大小能夠形成一個并聯(lián)的電路，光伏組件式由一個個的小的組件并聯(lián)而成的，光伏電池是將光能轉化成電能的一種裝置，在圖1中介紹了光伏電池的基本構造，其主要由二極管、并聯(lián)電阻等構成，光伏電池產(chǎn)生的光能與光照的強度具有一定的相關性，而且，在電流經(jīng)過二極管的時候，電阻比較小，光伏電池的特點不是特別明顯。

二、最大功率點跟蹤算法的設計

在對光伏陣列模型進行分析的時候，應該制定出一種簡單的最大功率的算法，現(xiàn)在，在對光伏陣列的最大功率進行計算的時候，應該運用常壓法，這種方法是針對光伏陣列在工作的過程中形成的最大功率，并結合光伏陣列在運行中的參考電壓，在三相光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中，能夠形成閉環(huán)的控制。在不同的閉環(huán)控制中，能夠形成參數(shù)的耦合，因為光伏陣列在運作的過程中會造成功率的損失，所以，光伏陣列的曲線常常呈現(xiàn)出非線性的特點，按照光伏陣列在最大功率輸出點處的電壓，按照微積分的方法，使其輸出的電流存在一定的線性關系，從而能夠得到比較集中的三相光伏并網(wǎng)的最大功率。圖2 分析了光伏陣列的線性關系曲線。

在對光伏陣列的最大功率進行計算的過程中，應該先分析光伏陣列初始電流的數(shù)值，然后按照一定的光照強度，從而能夠設計最大功率的參考電流數(shù)值，按照手機的光伏陣列的電壓值，從而能夠計算出光伏陣列在輸出過程中的功率，分析光伏陣列在不同時段輸出的功率差值，從而能夠確定光伏陣列的最大功率。

三、光伏并網(wǎng)系統(tǒng)并網(wǎng)電流控制方法

光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的功率是與并網(wǎng)的電流相關的，光伏并網(wǎng)的功率主要包括直流母排電容、逆變器等電網(wǎng)構成，將二者的電阻以串聯(lián)的形式組合起來，從而能夠起到對并網(wǎng)電流的控制，通過對電網(wǎng)電壓的測量，從而能夠分析逆變器輸出電壓的方式。

四、濾波器的設計和系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析

在對濾波器進行設計的過程中，要對大型的光伏并網(wǎng)的逆變器產(chǎn)生的頻率進行控制，而且要分析諧波中的電流構成，防止在電網(wǎng)中形成電磁干擾，影響了電力的傳送。但是，如果只是對濾波器進行分析，電感值的測量會產(chǎn)生一定的誤差，而且，濾波器的占地面積比較大，而且造價也比較高，而且，濾波器分為不同的型號，不同型號的濾波器在使用的過程采用不同的標準，這就導致了不同濾波器造成有功或者無功的諧振問題。

在使用濾波器的時候，就需要對濾波器進行仿真的測試，對公共結點的并網(wǎng)電流進行分析，從而能偶分析THD值是否可以符合設計的原則，然后對THD值進行調整。運用濾波器進行調整可以提高整個并網(wǎng)系統(tǒng)的運作效率，但是，濾波器在使用的過程中會增加系統(tǒng)的零點，這些零點如果沒有與之匹配的阻尼，就會導致系統(tǒng)出現(xiàn)不穩(wěn)定的問題。所以，對光伏并網(wǎng)運行的穩(wěn)定性進行研究是十分必要的。如果三相電網(wǎng)的電壓是相對穩(wěn)定的，在逆變器中的頻率就會比電網(wǎng)電壓中的頻率高，逆變器就不能起到對電流的控制，所以，在對光伏并網(wǎng)電流進行控制的過程中就可以采用博的圖的方式，然后對PI控制器的參數(shù)進行分析。

在對濾波器的穩(wěn)定性進行分析的過程中，可以采用博德圖的方式，在阻尼為零的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)中，其諧振周圍的容抗的數(shù)值都非常大，這也對控制系統(tǒng)的相位產(chǎn)生一定的影響，會導致諧波流入到電網(wǎng)中，導致電網(wǎng)的穩(wěn)定性下降。

五、結語

現(xiàn)在，我國的光伏并網(wǎng)系統(tǒng)還不是特別完善，還沒有借鑒一些先進的技術，導致并網(wǎng)系統(tǒng)在使用過程中不能夠實現(xiàn)能源的充分轉化，現(xiàn)在，在對光伏陣列的最大功率進行計算的時候，應該運用常壓法，這種方法是針對光伏陣列在工作的過程中形成的最大功率，能夠在一定程度上提高光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，析諧波中的電流構成，防止在電網(wǎng)中形成電磁干擾，提高電能的傳送效果，在光伏并網(wǎng)系統(tǒng)運行的過程中，對其穩(wěn)定性進行分析，意義重大。

參 考 文 獻

[1]周德佳，趙爭鳴，袁立強，馮博. 300kW光伏并網(wǎng)系統(tǒng)優(yōu)化控制與穩(wěn)定性分析[J]. 電工技術學報，2011，11：116-122.[2]陳煒，艾欣，吳濤，劉輝. 光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響研究綜述[J]. 電力自動化設備，2013，02：26-32+39.

[3]陳權，李令冬，王群京，段曉波，葉金根，曾野. 光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的仿真建模及對配電網(wǎng)電壓穩(wěn)定性影響[J]. 電工技術學報，2013，03：241-247.

[4]張艷霞，趙杰，鄧中原. 太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的建模和仿真[J]. 高電壓技術，2010，12：3097-3102.