分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用研究

徐睿

摘要：近些年來，隨著我國光伏產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展，在配電網(wǎng)當(dāng)中也接入了更多的分布式光伏電源。通過運(yùn)用分布式光伏發(fā)電技術(shù)，可以有效提升發(fā)電質(zhì)量，并維持發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。本文針對分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用進(jìn)行分析，介紹了分布式控制系統(tǒng)概念，探討了分布式光伏發(fā)電的技術(shù)特點(diǎn)，并提出具體的應(yīng)用對策，希望能夠?yàn)橄嚓P(guān)工作人員起到一些參考和借鑒。

關(guān)鍵詞：分布式;光伏發(fā)電;特點(diǎn);應(yīng)用

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)具有無噪聲、不占地以及無污染排放等優(yōu)點(diǎn)，通過對輸電線路進(jìn)行架設(shè)，即可以有效實(shí)現(xiàn)就地發(fā)供電，而且還能夠提高發(fā)電質(zhì)量和效率，使用戶的基本用電需求得到滿足，極大地降低電力傳輸過程的系統(tǒng)消耗。目前，在配電網(wǎng)當(dāng)中有更多的分布式光伏電源接入，其與傳統(tǒng)配電網(wǎng)發(fā)電方式有所不同，因此需要相關(guān)工作人員認(rèn)真了解分布式光伏發(fā)電的概念和特點(diǎn)，并明確其具體應(yīng)用，從而使光伏發(fā)電技術(shù)的作用和價(jià)值得到充分發(fā)揮。

一、分布式控制系統(tǒng)概述

（一）定義

分布式控制也被稱之為分布式控制系統(tǒng)，可以統(tǒng)一管理和分散控制工作過程的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。在光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用過程中，不僅具有建模特點(diǎn)，而且還有著相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)。通過采取分布式控制，可以使工作質(zhì)量得到有效保證，確保更為準(zhǔn)確和科學(xué)的控制活動，從而滿足系統(tǒng)的運(yùn)行需求，有效解決相關(guān)問題。

（二）基本結(jié)構(gòu)

分布式光伏發(fā)電控制系統(tǒng)具體包括變電控制和管理、能量、用戶側(cè)負(fù)荷管理和優(yōu)化控制等部分。首先，能源是系統(tǒng)電源構(gòu)成的重要能源，例如光伏發(fā)電。其次，變電控制和管理具有明顯的有效性，可以對電源進(jìn)行獨(dú)立切換，并對能量流向進(jìn)行控制，使電能得到有效存儲和控制。用戶側(cè)負(fù)荷管理和優(yōu)化控制是重要的核心部件，需要由變電控制和管理提供支持，從而滿足用戶的用電需求。通過但各部門的協(xié)同行動，可以對集電源管理和優(yōu)化于一體的能源管控系統(tǒng)進(jìn)行構(gòu)建[1]。

二、分布式光伏發(fā)電的技術(shù)特點(diǎn)

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)具體包括兩種類型的并網(wǎng)形式，第一，在配電網(wǎng)當(dāng)中接入低壓線路，第二，在高壓電網(wǎng)當(dāng)中接入變壓器升壓。其中，前者在城市小規(guī)模光伏建筑電源或農(nóng)村屋頂光伏電源當(dāng)中進(jìn)行應(yīng)用，后者則主要在光伏電站對太陽能電池板、太陽能控制器、控制系統(tǒng)、變壓器以及逆變器等進(jìn)行選擇。針對一些偏遠(yuǎn)地區(qū)，其電網(wǎng)往往不夠穩(wěn)定，而且還需要有儲能電池作為備用。與此同時(shí)，在并網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，逆變器是系統(tǒng)當(dāng)中的一項(xiàng)重要內(nèi)容，還帶有濾波器，可以使輸出波形保持平滑，從而靠攏正弦波?，F(xiàn)如今，并網(wǎng)逆變器主要對輸出電流幅值、相位三要素參量跟蹤并網(wǎng)點(diǎn)電壓、頻率等進(jìn)行控制，從而有效實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)與功率輸出[2]。對于并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，需要結(jié)合容量大小，對多種不同電壓等級并網(wǎng)形式進(jìn)行選擇。通過分析和計(jì)算光伏系統(tǒng)可以發(fā)現(xiàn)，光伏發(fā)電的特點(diǎn)具體包括以下幾個方面。

首先，外界天氣條件對光伏發(fā)電具有較大影響，發(fā)電功率會隨著天氣變化而出現(xiàn)改變，夏季具有明顯的多元天氣，在瞬間的輸出功率變化率可以達(dá)到10%以上。并網(wǎng)逆變器的控制方式，可以通過對輸出電流進(jìn)行控制，從而對并網(wǎng)點(diǎn)電壓進(jìn)行跟蹤，從而有效實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)目標(biāo)。其可以輸出純有功功率，其功率因素接近1，缺乏對電網(wǎng)功率因數(shù)的調(diào)節(jié)能力。

其次，光伏發(fā)電的輸出功率存在快速波動性，在大容量并網(wǎng)過程中，需要通過旋轉(zhuǎn)發(fā)電機(jī)工作來有效補(bǔ)償功率調(diào)整，從而對發(fā)電計(jì)劃進(jìn)行合理安排。當(dāng)逆變器輸出負(fù)載發(fā)生變化時(shí)，諧波也會有相應(yīng)的變化產(chǎn)生，當(dāng)輸出減小到額定值的90%時(shí)，輸出電流可以超過20%，進(jìn)而污染電網(wǎng)。

最后，并網(wǎng)逆變器的抗孤島保護(hù)功能和負(fù)荷狀況具有密切聯(lián)系，在并網(wǎng)容量增大后，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)會在同一并網(wǎng)點(diǎn)當(dāng)中接入多種類型的并網(wǎng)逆變器，避免發(fā)生相互干擾。與此同時(shí)，當(dāng)發(fā)電功率和負(fù)載基本保持平衡后，將會增加抗孤島檢測時(shí)間，進(jìn)而有檢測失敗問題出現(xiàn)[3]。

三、分布式光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用分析

（一）基本方案

在光伏發(fā)電技術(shù)中心應(yīng)用分布式控制，可以對各種模式的特點(diǎn)進(jìn)行體現(xiàn)。通過研究和仿真工程方案，對漸進(jìn)式工作系統(tǒng)進(jìn)行合理應(yīng)用，可以使

最終的控制效果得到有效保證。所以，基本方案在于對傳感器采集工程數(shù)據(jù)進(jìn)行利用，通過計(jì)算機(jī)來深入分析數(shù)據(jù)，并進(jìn)行價(jià)值判斷，對后續(xù)控制命令進(jìn)行發(fā)出。在此過程當(dāng)中，還可以通過通信方式發(fā)出具體的命令，從而使計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)分辨效果得到提高。除此之外，還需要對拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)加大注意，具體包括通信和輔助系統(tǒng)、控制中心以及分布式控制和監(jiān)控設(shè)備，提升光伏發(fā)電中分布式控制的應(yīng)用效果。

（二）工作流程

通過相關(guān)研究可以發(fā)現(xiàn)，在光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中應(yīng)用分布式控制，可以使傳統(tǒng)光伏發(fā)電的系統(tǒng)缺陷得到有效改善，使電能儲存效率得到保證，有效實(shí)現(xiàn)科學(xué)轉(zhuǎn)化。所以，為了確保光伏發(fā)電的分布式控制應(yīng)用效果，需要做好具體的準(zhǔn)備工作，確保科學(xué)化流程設(shè)計(jì)。分布式控制過程具體包括數(shù)據(jù)采集、電纜傳輸、數(shù)據(jù)識別、價(jià)值分析以及命令分配，而且還需要有效進(jìn)行針對性的技術(shù)處理。當(dāng)光伏發(fā)電無異常時(shí)，則不需要對參數(shù)進(jìn)行修改，而應(yīng)通過數(shù)據(jù)識別來有效實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)控制。

（三）實(shí)時(shí)處理

通過相關(guān)研究可以表明，光伏發(fā)電技術(shù)不僅對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行了集成，而且還可以在系統(tǒng)中集成通信技術(shù)和自動控制。在具體的光伏發(fā)電過程當(dāng)中，需要對分布式控制以及實(shí)時(shí)處理要素加大注意。在劃分發(fā)電實(shí)踐的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，需要更為明確的界定控制技術(shù)環(huán)節(jié)，從而有效控制各項(xiàng)環(huán)節(jié)。例如，光伏發(fā)電系統(tǒng)可以分為模塊以及逆變器，需要有效控制這些方面，重點(diǎn)在于實(shí)時(shí)控制變壓設(shè)備和儲能設(shè)備。通過對這種方法進(jìn)行采用，可以對不同設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行掌握，使智能監(jiān)控配置效果得到提高。除此之外，相關(guān)技術(shù)人員還可以利用串聯(lián)來有效智能控制和技術(shù)檢測元件，并通過通信線路與CAN總線，自主運(yùn)行和控制監(jiān)控系統(tǒng)。在實(shí)時(shí)處理過程當(dāng)中，還可以結(jié)合數(shù)據(jù)采集異常以及系統(tǒng)默認(rèn)程序，對計(jì)算機(jī)指令進(jìn)行發(fā)出。這樣一來可以有效實(shí)現(xiàn)自動操作，并對關(guān)鍵數(shù)據(jù)進(jìn)行匹配，使系統(tǒng)控制效果得到提高。

（四）核心技術(shù)

分散控制具有多種核心技術(shù)，具體包括智能技術(shù)、通信技術(shù)以及傳感器等，需要有效進(jìn)行分析和考慮。在分散控制過程中，科學(xué)選擇通信技術(shù)是一項(xiàng)關(guān)鍵內(nèi)容。在光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中，需要對通信技術(shù)應(yīng)用效果加大重視，并對有線和無線技術(shù)的使用進(jìn)行充分考慮。所以，相關(guān)技術(shù)人員需要科學(xué)評價(jià)這兩種技術(shù)。通過相關(guān)實(shí)驗(yàn)研究可以發(fā)現(xiàn)，電纜通信的信號傳輸能力以及抗電磁干擾能力較強(qiáng)。因此，在光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中，需要從多個角度對通信技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析和思考，從而使信號傳輸效果得到提高，充分保證能量交換質(zhì)量[4]。

結(jié)束語：

綜上所述，分布式光伏發(fā)電技術(shù)具有明顯的環(huán)保和節(jié)能優(yōu)勢，發(fā)展前景良好。在接入分布式電源后，需要合理設(shè)計(jì)和規(guī)劃配電網(wǎng)的運(yùn)營與控制，從而確保滿足其實(shí)際發(fā)展需求。而隨著配電網(wǎng)當(dāng)中接入的分布式光伏電源不斷增多，也需要合理運(yùn)用全新技術(shù)，采取有效的管理措施，使分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的電能質(zhì)量和運(yùn)行水平得到有效提高，從而促進(jìn)我國光伏發(fā)電行業(yè)的健康發(fā)展。

參考文獻(xiàn)：

[1]王凱.研究分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展應(yīng)用[J].低碳世界，2021，11（5）：217-218.

[2]盧志.分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)低壓反孤島技術(shù)的研究與應(yīng)用分析[J].電力系統(tǒng)裝備，2020，14（11）：35-36.

[3]王付趙，鄧敬蓮，宋振濤，等.分布式控制在光伏發(fā)電技術(shù)中的應(yīng)用研究[J].商品與質(zhì)量，2018，32（7）：259.

[4]張藍(lán)宇，李俊，歐陽進(jìn)，等.大型建筑屋頂分布式光伏發(fā)電項(xiàng)目的研究與應(yīng)用[J].湖南電力，2019，39（6）：34-37.