光伏發(fā)電模式下微電網(wǎng)控制策略探析

郝偉

摘要：隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，我國的新能源產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展，越來越多的新能源技術被應用到人們生活的各個方面，便利了人們的生活。為了緩解日趨緊張的能源使用現(xiàn)狀，我國積極開發(fā)多種綠色新能源，光伏發(fā)電逐漸成為我國電力發(fā)展的新途徑。微電網(wǎng)技術全面考慮了光伏孤立發(fā)電系統(tǒng)以及光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的特點，來保證供電系統(tǒng)的電能質(zhì)量。

關鍵詞：光伏發(fā)電模式;微電網(wǎng);控制策略

引言：隨著新能源科技的飛速發(fā)展，我國對于清潔能源的使用越發(fā)普及。作為再生能源的太陽資源，在人們的生產(chǎn)、生活中發(fā)揮著極其重要的作用，人們利用太陽能資源多、易獲取的特點，積極建設太陽能路燈、太陽能電池板等多種設施。本文主要介紹了微電網(wǎng)技術在現(xiàn)代社會的應用與發(fā)展，以及發(fā)展中遇到的機遇與挑戰(zhàn)。

一、微電網(wǎng)的重要性

隨著經(jīng)濟社會的飛速發(fā)展，人們對于電力的尋求不斷提升，大電網(wǎng)經(jīng)歷了多年的發(fā)展逐漸成為供電的主要途徑。然而集中式大電網(wǎng)也存在一些不可避免的問題，主要是由于其供電成本高、運行條件高、安全性以及穩(wěn)定性較為不足。隨著現(xiàn)代社會的供電壓力越來越大，難免會出現(xiàn)停電現(xiàn)象，影響人們的工作與生活。廣大科技人員逐漸重視供電網(wǎng)絡的技術升級，提升供電系統(tǒng)的安全性以及穩(wěn)定性，為供電網(wǎng)絡提供堅實的技術支撐。因此，科技人員依托新能源技術，減輕供電系統(tǒng)對于大電網(wǎng)的依賴，提高供電系統(tǒng)在用電高峰時期的供電穩(wěn)定性，提高供電系統(tǒng)的承壓能力。技術人員在進行聯(lián)網(wǎng)改造時，利用多種清潔能源相互配合，參照微電網(wǎng)模式，保持供電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定。

廣大電力科技工作者為了發(fā)揮分布式電源的重要作用，減輕大電網(wǎng)集中供電的不利影響，將分布式電源與電力負荷相結(jié)合，共同建立一個新型供電網(wǎng)絡，即微電網(wǎng)。微電網(wǎng)可以實現(xiàn)科技人員對于微電源的智能控制，并配備相等到的電力儲備裝置，是一種可以進行多種形式的電力供應的系統(tǒng)。微電網(wǎng)系統(tǒng)將工作形式進行細致劃分，分為并網(wǎng)與獨立運行兩種形式，使供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性得到了很大程度的提升。微電網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展適應了經(jīng)濟發(fā)展的大趨勢，符合我國經(jīng)濟發(fā)展的需求，為我國新能源金屬的開發(fā)提供了強有力的技術支撐。

二、微電網(wǎng)的基本構(gòu)成

1.太陽能電池組合方陣

太陽能電池作為光伏發(fā)電微電網(wǎng)系統(tǒng)的核心組成部分，其工作中的電壓相對較小，約為0.5V。因此，在實際的供電系統(tǒng)中，科技人員需要將太陽能電池單位進行串聯(lián)、并聯(lián)組合，形成大型的太陽能電池組。對于供電系統(tǒng)來說，電網(wǎng)需要將大量的太陽能電池單位進行組裝，形成太陽能電池組方陣，在方陣的綜合運用之下，進行供電工作，來滿足系統(tǒng)運行中對于電力的大量輸送。

2.儲能蓄電池

由于光伏電站的發(fā)電工作尚且存在不穩(wěn)定元素，需要廣大科技人員進行綜合考慮。當遇到雷雨天氣，太陽能資源不充足的情況下，很可能會影響光伏發(fā)電站的供電效果。因此，電力工作者應該“未雨綢繆”，在太陽能資源充足的情況下，進行系統(tǒng)的電力儲備工作，將剩余的太陽能資源以電力的形式進行儲備。當遇到自然條件不好的情況下，供電站就可將儲備的電能資源加以運用，可將化學能轉(zhuǎn)換為電能加以補充，以保證供電網(wǎng)絡的正常運行，保障了供電系統(tǒng)的安全性以及穩(wěn)定性。但是受科技條件的限制，我國的供電系統(tǒng)中光伏發(fā)電微電網(wǎng)依舊采用的是鉛酸蓄電池，容量相對較小，尚且不能做到太陽能資源的充分利用與大批量儲存。廣大科技人員依舊需要不斷進行研究創(chuàng)新，提升我國太陽能微電網(wǎng)的電力儲備功能。

3.充放電控制器

微電網(wǎng)中運用的蓄電池在充放電的工作過程中，過于頻繁的充電、防電工作會對蓄電池造成損耗，會縮短儲電池的使用周明。因此，廣大電力科技人員應規(guī)范、系統(tǒng)地控制蓄電池的充電、放電工作，合理利用控制器來避免這一現(xiàn)象?？刂破鞯墓ぷ髟頌橥ㄟ^蓄電池的電壓值與最大負荷值的數(shù)值對比，來進行評判蓄電池是否發(fā)生過度充電或者過度放電的狀況。當蓄電池的任何一種狀況發(fā)生時，控制器通過數(shù)據(jù)對比，實時控制蓄電池的放電狀況以及充電狀況，以此來控制供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性，減少蓄電池的損耗。隨著科技水平的不斷提升，科技人員在控制系統(tǒng)中裝設了監(jiān)測、保護系統(tǒng)，部分科技人員進行了新的嘗試將計算機系統(tǒng)與控制系統(tǒng)相融合，我國的供電系統(tǒng)逐漸實現(xiàn)了智能化控制，逐步提升了供電的質(zhì)量以及供電系統(tǒng)的工作效率。

三、光伏發(fā)電模式下微電網(wǎng)控制策略分析

1.主從控制策略

當微電網(wǎng)處于獨立運行狀態(tài)，因為缺乏外部大電網(wǎng)的電壓支持以及頻率的支撐，不同分布式電源往往會采用差異化控制方式。廣大科技人員運用主從控制系統(tǒng)對微電網(wǎng)進行控制，即將一個或者等多個電源作為主要控制樞紐，其他電源作為從屬電源。當微電網(wǎng)并入到大電網(wǎng)中是，因為大電網(wǎng)的輸電電壓以及頻率相對穩(wěn)定，不會受微電網(wǎng)的電流的影響，因此供電時不需要對微電網(wǎng)的電壓以及頻率進行調(diào)節(jié)，僅僅需要對輸出時的有功功率以及無功功率進行適當調(diào)節(jié)，便可以保證供電系統(tǒng)的安全與穩(wěn)定。當微電網(wǎng)處于獨立運轉(zhuǎn)的狀態(tài)時，其供電時的電壓以及電流都相對不穩(wěn)定，需要電力工作人員運用VI控制技術對輸出電壓以及供電頻率進行適當調(diào)整，來保證電力系統(tǒng)的供電穩(wěn)定以及供電安全。

具體來說，主從控制系統(tǒng)主要分為以下多個步驟：首先，當控制器檢測到微電網(wǎng)與配電網(wǎng)絡的連接斷開時，供電體統(tǒng)就會自動斷開中從控制系統(tǒng)。電力工作人員運用VI控制技術來適當調(diào)節(jié)微電網(wǎng)的輸出電壓以及輸電頻率，來保障供電過程的安全、穩(wěn)定。其次，當微電網(wǎng)的供電負荷發(fā)生變化時，主控系統(tǒng)需要依賴負荷空化狀態(tài)對微電網(wǎng)的輸出電流進行控制以及調(diào)整，電力工作人員西藥及時對微電網(wǎng)進行檢測，觀察供電功率的變化以及供電系統(tǒng)的數(shù)值穩(wěn)定性。由于發(fā)電模塊存在一定限額的可調(diào)容量，電力工作人員需要對發(fā)電模塊的可調(diào)容量以及從屬發(fā)電模塊的數(shù)值進行調(diào)節(jié)，來保證供電系統(tǒng)的輸出功率以及負荷變化的穩(wěn)定性。若微電網(wǎng)在工作過程中出現(xiàn)從屬系統(tǒng)的輸出功率值變高的現(xiàn)象，此時的主控系統(tǒng)的電力輸出功率就會大幅度下降，通過從屬系統(tǒng)與主控系統(tǒng)的輸出功率調(diào)節(jié)變化來保障有充足容量的電量負荷變化。最后，當微電網(wǎng)中的備用容量沒有辦法對無功功率和有功功率進行有效調(diào)節(jié)的時候，這就需要借助主控系統(tǒng)對電力輸出的有效控制。一旦微電網(wǎng)的電力負荷突然升高，由于其對于電壓存在依賴性，技術人員可進行主控系統(tǒng)的調(diào)節(jié)來有效降低電壓。若此種方法失效，則可依托電力負荷的重要作用，來逐步加強對于主控系統(tǒng)以及從屬系統(tǒng)的控制，保證微電網(wǎng)的輸電安全性以及可靠性。

2.對等控制策略

科技人員在運用對等控制策略時，需要遵循一定的使用條件。當微電網(wǎng)處于相關機械設備的分配功率不均的狀況下時，此時微電網(wǎng)中的有功功率可以通過輸電頻率進行測量，無功功率可以通過輸電電壓進行計算，電力工作人員運用控制策略的算法，獲取相應的有功功率與頻率，無功功率與電壓間的關系曲線，運用此種方式的計算結(jié)果來調(diào)節(jié)微電網(wǎng)的輸出電壓以及輸電頻率。其中，在進行對等控制策略時采用的最為普遍的方法為f-P下垂控制與V-Q下垂控制，即通過對發(fā)電組件的數(shù)據(jù)測量，來獲得統(tǒng)有功功率以及無功功率的參考數(shù)值。但此種方法尚且存在弊端，即技術人員獲得了相應的數(shù)值，但是依舊無法高效解決供電問題，此種方式受外界的影響較大，會對用電系統(tǒng)造成較大的影響。

結(jié)束語：微電網(wǎng)是一種新型的供電網(wǎng)絡系統(tǒng)，為供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性以及安全性提供了一定的技術保證。廣大電力工作者需要不斷進行技術的研發(fā)，借助主從控制策略以及對等控制策略等多種方式對微電網(wǎng)的穩(wěn)定性進行適當調(diào)節(jié)，擴大光伏發(fā)電模式的有影響力以及應用范圍，逐步實現(xiàn)微電網(wǎng)絡的成熟化，為人們的生產(chǎn)生活提供更加穩(wěn)定、可靠的供電保障。

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（作者單位：湖北工業(yè)大學）