电源技术中的分布式电源需要安全可靠的控制

随着分布式及备用电源应用的不断增长，控制硬件及软件需要满足更为严格的系统要求。 最近在美国东北部地区出现的大面积停电事故，重新警示我们如何来保证为公众提供不间断的电力供应，对电力供应的保护以及使其更为可靠似乎又成为人们关注的焦点。在通往可靠性的征途中，有一趋势是采用小规模、模块化分布的电源系统。　　分布式电源（Distributed Power, DP）指靠近用户及其设施的小型发电系统，与此形成鲜明对比的是大型集中式发电厂。DP的典型容量介于1千瓦至10MW（或更大）很宽的范围之间，可以如下几种模式来实现：本地产生、与公共电网并行或者完全并入电网中。分布式电源对于远程用户具有特殊的吸引力。　 分布式电源（DP）是电力系统发展的一个重要方向，特别是在应对大规模停电事故和提高电力供应可靠性方面。DP系统通常由小型发电设备组成，如微型涡轮发电机、燃料电池、风力发电机、电池储能系统以及备用发电机等，容量从1千瓦到10MW不等，能够本地产生、并行运行或完全并网。 控制硬件和软件在DP系统中起着核心作用，确保其安全、稳定和高效运行。与传统集中式发电厂不同，DP系统需要与公共电网进行精确的同步和交互，这涉及到复杂的控制策略。例如，“开放式过渡切换”在电网断电时提供紧急切换，而“开放式过渡同步切换”和“封闭式过渡同步（CTS）”则允许在极短时间内完成发电机与电网间的切换，确保不间断供电。此外，“软负载”切换提供了更精细的控制，允许发电机与电网同步的同时调整负载变化。 安全性和可靠性是DP控制的关键指标。系统需要具备防止孤岛效应的能力，即在电网故障时能自动断开分布式资源，以免对维修人员造成危险。此外，控制逻辑需同时保护发电机和电网，监测电压、电流、功率因素和无功功率，防止欠压、过压、欠频、过频、过流和非均衡电流电压等问题。 在实际应用中，DP系统的控制还需要考虑法规和标准，如电网接入政策、测试要求和安全特性，以确保其不会对公共电网产生负面影响。制造商如施耐德电气和Eaton Electrical都在研发先进的控制解决方案，以满足这些日益严格的要求。 随着分布式电源技术的不断发展，预计未来将有更多新电力来源于DP系统。EPRI的研究预测，到2010年，分布式发电设施可能占据新电力产能的25%。因此，继续研究和优化控制策略，提高DP系统的集成度、效率和安全性，对于构建更可靠、更智能的电力网络至关重要。