摘 要：光伏并網(wǎng)電站已經(jīng)慢慢成為我國在經(jīng)濟發(fā)展中不可或缺的產(chǎn)業(yè)之一，其不僅經(jīng)濟效益高，而且綠色環(huán)保，由于光伏并網(wǎng)電站建設(shè)有別于火電廠、水電廠，對電氣設(shè)備要求也很高，從傳統(tǒng)意義上雖然脫離了人工值守維護(hù)，降低了生產(chǎn)成本，但是為了保障光伏并網(wǎng)電站能夠運行得更穩(wěn)定、更可靠及更安全，還需要注意后期的運行維護(hù)管理，只有這樣才能讓光伏并網(wǎng)電站收益最大化。本文對于分布式光伏發(fā)電過程儲能技術(shù)的應(yīng)用特點進(jìn)行分析，分析并網(wǎng)過程存在的問題，從分布式儲能光伏的并網(wǎng)協(xié)調(diào)控制技術(shù)的應(yīng)用探討，以期優(yōu)化分布式儲能模式，實現(xiàn)并網(wǎng)環(huán)節(jié)對于能源的優(yōu)化利用。

關(guān)鍵詞：光伏并網(wǎng)發(fā)電;分布式;控制系統(tǒng)

1? 引言

近年來，光伏發(fā)電技術(shù)在世界范圍內(nèi)快速發(fā)展，國家對于節(jié)能減排給予了高度重視，所以正在全力建設(shè)綠色電網(wǎng)。目前太陽能應(yīng)用技術(shù)已經(jīng)發(fā)展到了一定的水平，但太陽能電池的應(yīng)用規(guī)模依然非常有限，所以除了集中的太陽能電站外，還要加強分布式太陽能的利用，讓綠色建筑以及多種太陽能的利用能夠發(fā)展起來。分布式光伏發(fā)電便是其中的一種，將并網(wǎng)流程簡化，為分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電奠定基礎(chǔ)，在變電站的電源當(dāng)中，對于分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用，會產(chǎn)生占用電微網(wǎng)系統(tǒng)，形成全新的變電站輔助設(shè)備，有益于電能的節(jié)約，使變電站更加安全且高效。

2? 分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電的基本原理

2.1光伏并網(wǎng)發(fā)電

光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的構(gòu)成，主要有太陽能電池組件、并網(wǎng)逆變器等，此外，在一些系統(tǒng)中，會設(shè)置采集數(shù)據(jù)系統(tǒng)、匯流箱、數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)等。該項發(fā)電的形式，會將太陽能中的電池陣列產(chǎn)生的直流電，借助逆變器進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其成為交流電能，進(jìn)而在電網(wǎng)中輸送。

2.2太陽能電池

太陽能電池的使用原理為，借助光電效應(yīng)或者通過光化效應(yīng)，將光能直接轉(zhuǎn)化，使其成為需要應(yīng)用的電能裝置。其工作過程的實現(xiàn)，要基于半導(dǎo)體PN結(jié)的光生伏特效應(yīng)，在物體有陽光照射之后，內(nèi)部會改變原有的電荷分布狀態(tài)，進(jìn)而出現(xiàn)電動勢效應(yīng)以及電流效應(yīng)。對于半導(dǎo)體的PN結(jié)，在有陽光以及其他光照射之后，PN結(jié)的兩邊便會有電壓出現(xiàn)，被稱之為光生電壓，光能轉(zhuǎn)換成電能的方式便是，產(chǎn)生電子空穴對，以這樣的形式完成轉(zhuǎn)換。

2.3逆變器

逆變器屬于一種電力調(diào)整裝置，構(gòu)成為半導(dǎo)體器件，最大作用的便是將直接電進(jìn)行轉(zhuǎn)換，使其成為需要應(yīng)用的交流電。逆變器內(nèi)部包括晶體管元件等，利用元件有規(guī)則地重復(fù)開關(guān)，將原本的直流輸入成為交流輸出，通常，還要對高頻正弦脈寬調(diào)制進(jìn)行應(yīng)用，以至于接近正弦波兩側(cè)的電壓寬度有所改變，更加狹窄。正弦波的正中心，會增寬電壓寬度，并在半周期內(nèi)，一直堅持開關(guān)元件依照既定的頻率，向一個方向產(chǎn)生動作，最后產(chǎn)生脈沖波，利用濾波器對脈沖波簡單過濾，便可產(chǎn)生正弦波。此外，在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部，通過并網(wǎng)逆變器的使用，會產(chǎn)生自動相位功能以及電壓跟蹤功能，可對電網(wǎng)的微小相位給予配合，也會配合產(chǎn)生的電壓波動，并不會對電網(wǎng)產(chǎn)生太大的影響。

3? 分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)控制

3.1控制電路

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)，對于電流信號進(jìn)行采集，需要利用芯片運放采樣電流，保持運放階段電流信號可滿足ADC芯片電流要求。電流、電壓等采集線路設(shè)計完成以后，還需要對于系統(tǒng)采取保護(hù)設(shè)計，具體包括欠電壓、過電壓、過電流等保護(hù)設(shè)計。本研究根據(jù)分布式光伏電網(wǎng)系統(tǒng)協(xié)調(diào)運行這一要求，完成保護(hù)電路的設(shè)計，為了保證電路能夠平穩(wěn)運行，可設(shè)計電源電路。

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，那么驅(qū)動電路就會導(dǎo)通，驅(qū)動芯片通常選擇具備欠壓保護(hù)、電壓檢測多種功能的產(chǎn)品，除此之外，還可以利用CAN總線對于分布式控制、串行通信之間的通信網(wǎng)絡(luò)采取實時控制措施。

3.2控制軟件

控制系統(tǒng)利用TMS320f2812作為核心芯片，融合微機控制、DSP等技術(shù)特點，因此控制能力強，對于復(fù)雜算法能夠有效處理，利用分布式儲能并網(wǎng)系統(tǒng)展開軟件設(shè)計，設(shè)計內(nèi)容包括DSP程序框架、主程序、中斷子程序等。

主程序的設(shè)計作為基礎(chǔ)內(nèi)容，需要在系統(tǒng)正式運行以前完成各項初始化操作，對于不同控制模塊工作模式進(jìn)行設(shè)置。系統(tǒng)啟動之時，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，如果系統(tǒng)內(nèi)存在該信號，那么可按照中斷優(yōu)先級別、類型等自動進(jìn)入子程序控制當(dāng)中。

主程序控制整個流程，中斷子程序有三個，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，能夠?qū)τ诔跏枷辔徽归_校對。

3.3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)運行特點，利用DSP內(nèi)AD采樣引腳，實時獲取電壓、電流等信號，之后利用固定算法，獲得PWM脈沖、指令信號等，以此對于變流器進(jìn)行驅(qū)動，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，后對采樣信號進(jìn)行讀取，之后按照協(xié)調(diào)控制這一算法，將系統(tǒng)的功率缺額計算出來，最后利用協(xié)調(diào)控制，保證系統(tǒng)能夠穩(wěn)定運行。

保護(hù)中斷程序運行期間，如果系統(tǒng)出現(xiàn)故障，那么就會將脈沖封鎖，確保系統(tǒng)能夠處于環(huán)境下運行，如果系統(tǒng)內(nèi)部存在故障，那么就會發(fā)出指令，將PWM輸出信號停止，以免系統(tǒng)當(dāng)中存在過高電流，沖擊開關(guān)，導(dǎo)致功率開關(guān)受損。AD轉(zhuǎn)換結(jié)束之后，對于其采集數(shù)據(jù)進(jìn)行讀取，之后對系統(tǒng)故障加以檢測，如果故障存在，那么就要將脈沖封鎖，否則系統(tǒng)就會持續(xù)運行。

4? 結(jié)束語

綜上所述，將儲能單元作為控制基礎(chǔ)，對于儲能單元控制策略展開研究，探討分布式儲能并網(wǎng)系統(tǒng)的控制要求，對于分布式光伏的并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)展開協(xié)調(diào)控制?？刂葡到y(tǒng)調(diào)控有效，期待為后續(xù)分布式光伏儲能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)之間的協(xié)調(diào)控制提供實踐支持，實現(xiàn)安全并網(wǎng)，讓電網(wǎng)生產(chǎn)更加安全。

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作者簡介：

薛文強（1989），男，四創(chuàng)電子股份有限公司，安防事業(yè)部運維副主任，本科學(xué)歷，助理級工程師，多年主持光伏新能源項目的建設(shè)經(jīng)驗及網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)維護(hù)經(jīng)驗。