光伏电源与并网控制策略分析

摘 要：现阶段，能源的缺乏与全球环境的污染是人类共同面对的难题，如何更好的开发利用新的清洁型、可再生的能源已成为当务之急。利用太阳能光伏进行发电已成世界各国研究的重要发电方式，而并网型的光伏发电尤其受到重视。本文通过对光伏电源与并网控制策略的研究，结合实际的系统对运行数据做出比较和分析，对电网电压影响进行研究，为光伏电源对于电网的影响打下坚实的基础。

关键词：光伏电源；并网；控制策略

中图分类号：TM615 文献标识码：A 文章编号：1674-7712 （2014） 12-0000-01

现代工业发展导致了能源危机与大气的污染，受到传统能源日益短缺的影响，传统能源的价格也越来越高，而环境受到的危害也越来越重。世界各国都在寻求廉价而稳定的清洁型能源，对可再生能源也加大了开发和研究的力度。要努力转变现阶段能源的结构，尽可能保持可持续发展。可以说，太阳能是最重要的可再生能源，取用不尽，而且没有污染，还很少受到地域的限制，将光伏发电应用在航天设备或者偏远地域的供电上。

一、光伏电源分类与特点

光伏发电可以分成离网光伏系统与并网光伏系统。一般来说，离网光伏系统指有蓄电池而且可以进行独立运行的系统，应用区域为偏远地区和太阳能路灯等。而并网光伏系统指和电网相连且可以保证向电网输电的光伏系统。

可以说在光伏发电系统的规模与集中度方面可以分成集中式的光伏电站与分布式的光伏系统，并网光伏系统一般为分布式，电网配电侧在商业和办公及一些公共建筑进行光伏并网发电系统的安装。具有投资少和建设快及运行费用不高、保证可靠的供电等特点。还有靠近用户的优点，能够有效节省配电网建设[1]。

二、光伏电站对电网电压造成的影响

当光伏电站接入到电网以后，就可以对电网产生很多影响，既有电能质量和继电保护的影响，也有短路电流和规划设计等方面的影响。而更多光伏电站接入到电网内，光伏电站对于电网产生的影响也就会更加明显。可以说，光伏电站对于电网影响一般可以在两方面进行分析，一是光伏电站自己电源的特点，二为光伏电站接到电网后，对于电网结构与运行特点产生的改变。针对第一点要分析出光伏电站输电特点，对于发生故障时，光照和温度导致的外部环境发生变化后，都要产生积极的影响，尤其对于光伏电站接到电网后对电网稳定性的影响，是否会降低电能的质量，而这些既要考虑到电源的特性，还要和电网的结构和参数及电站的接入点等各个方面进行分析[2]。

通过分析光伏电站的静态电压特点对电网影响，再结合光伏电源动态仿真低电压穿越的控制策略等，分析出这些对电网电压的影响。

光伏电站的静态特点分析：光伏逆变器通过单位功率的运行，不需要完成无功功率的吸收，不过因为站内设备等原因，在实际运行时，光伏电站和电网以无功交换的形式，使光伏电站在容量大时可以接到电网薄弱时间内，对区域电网就会产生影响。而光伏电站无功电压的特点一般会设定为节点，假设会忽略光伏电站的分布情况，以自身集中的电线路与变压器，以大规模的伏电站集中于西北和西南地区，有着丰富的日照资源，而这些地区大多电网薄弱，所以，对光伏电站无功电压的特点进行分析是十分有必要的[3]。

电力系统的仿真软件有着很好的计算机功能特性，可以实现不同类型计算与数据实验，对光伏电站静态的模型也需要做好无功电压特点的计算。

三、光伏电源与并网控制的展望

太阳能是光伏发电重要的发电形式，有着十分丰富的储量，而且没有污染，已受到广泛的好评与应用，通过对光伏电源特性进行研究，分析对电网产生的相关影响，对于太阳能光伏发电来说有着十分重要的意义[4]。

通过对光伏并网发电进行研究，以光伏电池和逆变器及控制系统完成数学模型的建立，可以于电力系统的仿真软件中完成光伏电源仿真的模型，并且可以对光伏电源的并网控制策略完成仿真的研究，得出研究结果如下：

（一）通过电力系统的仿真软件完成光伏电源仿真模型的建立，模型有着结构简单和参数少的优势，可以实时反映出系统的内部动态。对光伏发电系统的直流侧动态特点进行研究，可以得到最大功率点的追踪，实现不同光照下动态的变化。

（二）仿真研究工作以双环控制光伏模型，通过光照的变化和电网电压的波动及短路的故障，完成动态响应。对光伏电站的静态模型完成仿真的计算，对光伏电站的静态无功电压和电网影响做出分析。

（三）仿真光伏电源低电压对电网的影响，研究发现，光伏电源可以使用低电压穿越，这种控制策略可以提高电网和电压发生故障后的自我恢复能力。受到光伏电池和逆变器及控制器等元件制造的影响，光伏电站设计的水平与控制的能力也会得到相应的提高，这些都可以实现光伏电源并网控制策略研究工作，而控制策略还从几方面做出研究和分析。例如：对光伏电源的故障控制策略和对电网造成的影响进行进一步研究；对光伏电站等值和建模进行研究；对光伏电源与并网控制策略及对电网造成的影响等方面都要做出合理的分析，而且要结合电网的实际情况进行分析[5]。

四、结束语

综上所述，太阳能作为间歇性的能源，使用光伏发电既有随机性，也有波动性，所以，它对电网产生的影响一定要做好分析和研究。虽然现阶段对于光伏电源还缺乏足够的认识，这既是因为在实际光伏发电的系统运行中缺少足够的数据，而且随着我国电力系统的规模增大，越发复杂，进行合理的规划与设计，采取一定的控制策略分析进行论证。通过成熟电力软件结合光伏电源并网与控制策略做出研究，从而制定相关的标准，使大规模的光伏电站在并网之后，可以顺利平稳的运行。

参考文献：

[1]曾正，杨欢，赵荣祥.多功能并网逆变器及其在微电网中的应用[J].电力系统自动化，2012（04）：28-34.

[2]唐西胜，邓卫，齐智平.基于储能的微网并网/离网无缝切换技术[J].电工技术学报，2011（01）：279-284.

[3]汪海宁，苏建徽，张国荣.具有无功功率补偿和谐波抑制的光伏并网功率调节器控制研究[J].太阳能学报，2011（06）：540-544.

[4]张国荣，张铁良，丁明.光伏并网发电与有源电力滤波器的统一控制[J].太阳能学报，2012（08）：61-66.

[5]翁史烈，翁一武，苏明.熔融碳酸盐燃料电池动态特性的研究[J].中国电机工程学报，2013（07）：168-172.