摘要:随着我国工业经济的快速发展,经济发展与环境保护之间的矛盾日益尖锐,
这严重影响了我国经济的持续稳健发展。为此,加快我国经济布局的调整和能源结
构的优化升级乃光伏发电产业发展的当务之急。光伏发电作为一种可再生能源,其
拥有清洁干净、发电过程简单、能源分布广泛、不产生噪音等诸多优点,因此加快
光伏发电技术的应用和推广意义重大。在分析光伏发电原理的基础上,指出分布式
光伏发电存在的问题,并提出切实可行的解决策略。
由于目前生产力分布格局和分布式能源自身特点,分布式光伏发电发展在短
期内代替传统功能方式是不可能的,但可以为集中供能系统进行有效补充,成为
人类实现安全可靠、清洁环保、便捷高效智能生活关键环节,迎来崭新的局面。
1 微电网构成
微电网一般呈辐射状,经一主隔离设备与上级电网相连,相对于上级电网表
现为可控单元,可实现孤网或并网运行及两种运行模式间的无缝切换。整个微电
网装设潮流控制器、保护协调器、能量管理器等控制装置,能量管理器负责接受
调度指令及优化微电网运行。馈线装设热电联供分布式电源,向敏感负荷和热负
荷提供电能和热能,实现对负荷的分层分级控制。当外部电网发生故障或电能质
量不能满足要求时,微电网断开与外部电网联接孤网运行,微电网内负荷全部由
分布式电源供电,若不能保持微电网内部电能供需平衡,则切除对非敏感负荷的
供电。故障消除后,微电网经平滑无缝切换,重新恢复和外部电网并联运行。
1.2 微电网元件
微电网的元件主要包括:分布式电源、储能装置、静态开关和电力电子器件
等。
分布式电源指分散安装在负荷附近的电源,可分为可再生和不可再生两类。
可再生分布式电源包括风力发电、光伏发电、潮汐发电等;不可再生分布式电源
包括微型燃气轮机、柴油发电机、燃料电池等。
常用的储能装置包括超级电容器、蓄电池、和飞轮储能等。分布式电源输出
有功功率大于负荷需求时,储能装置可将多余电能储存;反之,将储存电能释放
以维护系统的供需平衡。当微电网孤网运行时,储能装置可实现一次调频,保证
微电网正常运行。
分布式光伏发电系统具有一定程度的强非线性系统特征,并且存在随机性及
间歇性缺陷。分布式光伏电池是光伏发电的主要元器件,通过光伏电池的作用可
将太阳能转变为电能。然而在上述过程中,光伏电池的功率与外界光照强度存在
密切联系。当光照强度出现变化时,输出功率也会随之产生变化。例如,在多云
天气中,光照强度会出现频繁变化,这种变化特征将直接导致光伏发电输出极不
稳定,给微网电压及供电频率产生影响。若情况严重的话,甚至会导致发电系统
崩溃,中断负荷供电。其次,分布式光伏发电功率会造成逆变器维持轻载状态工
作,导致保护装置误动,并提升电流谐波含量。从本质上来看,光伏电池属于逆
变电源,无论是电能转换还是功率控制均需要相关电力设备及电子设备支持。在
这种前提下,光伏发电的动态性特征也会对微网整体稳定性产生影响,并影响到
电能质量。将分布式光伏发电并入电网中,其特性会与电网特性产生叠加作用,