光伏发电的微电网系统研究

光伏发电的微电网系统研究

赵国军李婷许春明

主力能源（北京）有限公司北京710080

摘要：光伏组件上光照时间的长短和强度都影响着光伏发电的效率，导致发电功率具有随机波动性。随着光伏并网系统的增多，产生孤岛效应的概率也随之增加。微电网是一种将分布式电源、负荷、储能装置、变流器以及监控保护装置整合在一起的小型发配电系统，可以降低分布式电源并网时由于供电的不连续性而给配电网带来的不利影响，提高供电可靠性和电能质量。

关键词：光伏发电；微电网；并网

引言

化石能源已被最大限度的开发利用，工业、经济的高速发展也伴随着能源危机，新能源技术在此时迎来春天。新能源发电技术走入世人眼中，诸如风力发电、光伏太阳能发电技术等。虽然新能源发电技术能够应对能源危机，但由于其本身具有发电间歇性的缺陷，并网时会对电网造成电力波动，降低电能质量，从而被限制发电量，微电网的提出为此问题指出了道路。

1微电网的国内外发展现状

目前，国际上已经有很多国家对微电网相关技术开展了较为深入的研究，并且很多国家建设了相关的实验示范系统，甚至有些已经投入了市场化运营。微电网的概念最早是由美国学者提出的，并对相关专题例如：组网方式、控制策略、能量管理技术、电能质量改善措施等进行了长期的研究。早在2003年，美国总统布什就提出了将信息技术、通信技术引入电力系统来实现电网的智能化，即实现“电网现代化”的目标。加拿大政府重点关注微电网技术在各类社区供能环节的应用，并启动了ICES研究计划，特别强调能源的集成利用和社区公共设施（交通、医疗、通信）之间的相互支撑。满足能源用户对电能质量的多样性要求、电力市场的需求以及电网的稳定和环保型的要求是欧洲对微电网的发展和研究的主要目的。目前，日本在微电网示范工程的建设方面处于世界领先水平，这与日本资源匮乏，能量紧缺有不可分割的关系。目前，中国的微电网的发展方兴未艾，很多高校、科研机构以及相关企业对微电网技术展开了积极的研究和探索。近年来在示范工程建设方面和理论研究实验室建设方面取得了一系列的成果。例如，国家973计划项目“分布式发电功能系统相关基础研究”就是由天津大学联合其他七家大学和电网公司一起承担的，在系统规划设计、运行控制、能量管理、建模仿真等方面取得了丰硕的研究成果。

2光伏发电的微电网系统

2.1加强标准化建设，提升分布式光伏发电站整体运行稳定性

想要确保分布式光伏发电站有效运行，应当首先加强标准化建设，对电站的设计以及运行维护等方面进行系统的处理和优化，从标准化建设的视角来进行分析，从而确保各项资源配置到位，设置合理，夯实运行基础。加强系统规划设计，可以将太阳光辐射强度进行系统的规划和分解，这样可以建立电站设备和运行的有效匹配机制，并在系统设计方面加强电压标准化处理，设计更加合理的方案并进行反复论证测试，切实通过电站标准化建设保障整体的运行效能。

2.2加强分布式光伏电站运行的安全质量全面检查

对于分布式光伏电站而言，发电效率的提升需要做好基础工作，所以应当注重质量安全的全面检查，分布式光伏电站的运行需要依靠太阳能电池接收板，所以要重点做好太阳能电池接收板的环境卫生清理，避免出现灰尘覆盖等情况影响发电效率，此外还要加强设备的统一调度管理，确保专人负责设备的日常维护保养和检修，加强技术人员的能力和素质培训，提高他们精细化管理意识和规范化操作水平，筑牢安全防线，利用专业知识有效排查各类隐患风险，切实提升发电效率。

2.3合理选择规范的设备型号

在分布式光伏电站建设中，设备的运行对于光伏电站的稳定安全运行起到关键的支撑保障作用，尤其是要注意的是设备的选型和质量。一方面所以要根据分布式光伏电站不同点位的具体运行要求，选择不同型号的匹配的设备型号，通常设备型号主要包含１ＭＷ方阵、ＭＰＰＴ逆变器等，不同的设备型号性能不一样，发挥的作用也不一样，所以要根据不同的运行环节，对设备型号进行科学匹配，确保符合运行的基本要求；另一方面要加强质量检验，确保设备采购质量，符合运行的规范，做好日常维护保养和性能检测，只有这样才能保证分布式光伏电站的稳定安全运行。

2.4微电网技术在建筑楼宇、电信设备中的使用

如果外网有故障，还可以通过直流电的形式来为各种电信设备提供电能，这种电能并不需要转变，真正的实现了并网模式和孤岛模式二者的无缝转换，提升了企业的经济效益。除了可以直接节能之外，利用全直流供电还可以促进绿色能源更好的对接。当前国内许多地区都在将工作目标、研究目标集中到太阳能电视以及燃料电池上，这些电池也是直流电设备，只需略加转换，便可以利用这些清洁能源，减少对环境产生的影响。智能楼宇、智能电网等技术的不断发展，也为智能系统的发展提供了基础。因为直流微电网经过多年来的不断发展，已经开始影响到传统供电方式，同时，对传统供电方式的改造也具有一定的促进作用。工作人员可以在提升供电可靠性、供电安全性的基础之上，对电能质量进行优化。微电网也可以起到与之相关的作用，因为随着计算机技术的不断发展以及各种电子设备的使用，电力负荷对供电可靠性以及对电能质量的要求有了明显的提升。所以，将各地区地理位置比较接近的关键性负荷构建成微电网，可以有效提升工作质量，发挥能源的优势，优化建设效果。

3微电网的展望

我国的微电网技术现在仍处于发展阶段，距离大规模商业化的应用还有相当长的路要走。虽然困难重重，但微电网的发展前景依然十分乐观，这源于多方面因素：①微电网中变换器、变压器、直流配电、自愈控制，能量高效管理等使微电网成为智能电网的重要组成部分，也成为智能配电网的核心技术；②微电网技术中包含了能源互联网领域的核心技术中的冷/热/电联供、能源梯级利用、能源替代优化、能源综合高效利用等，所以说微电网是智能能源网的重要组成部分；③微电网自我管理能力与自我控制的能力、并网与独立并存的运行特点、与电网可实现双向能量灵活交换的能力，这都使微电网成为能源互联网概念实现的基础。在不久的将来微电网技术也许变为我国能源应用模式变革的重要推动力。

结语

近几年来，随着大规模光伏发电的快速发展，不仅给电力系统和电力企业的发展带来前景，同时也提高了人们保护环境的意识，为实现可持续发展奠定基础。因此，为了使大规模光伏发电能够广泛应用与发展，不断满足现代化建设的需求。因此，应该对光伏大规模发电系统进行深入研究，不断了解其电网系统以及电网造成的影响，并对其进行深入探究分析，培养相关专业的专家和学者，对这些负面影响进行消除，从而更好地利用新型能源，不断为人类社会做出贡献和发展。总的来说，大规模光伏发电是现代社会发展的趋势。因此，相关产业的专家和学者应该加快研究速度，努力排除发展光伏发电路上的负面影响和困难。不断为我国电力行业铺垫道路、做好基础，从而促进电力企业的快速发展。

参考文献

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[3]肖湘宁，陈征，刘念.可再生能源与电动汽车充放电设施在微电网中的集成模式与关键问题[J].电工技术学报，2013，28（2）1-14.