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光伏发电在微电网中接入及动态特性探索

2015-12-21钟筱怡

科技与创新 2015年24期
关键词:微电网波动性光伏发电

钟筱怡

摘 要:针对光伏发电输出功率的波动性,解析了电源接入的路径。在探究过程中,如果电源留有足量的储能,就会抑制各时段的波动功率;在确认平均功率时,不仅要识别储能显示的总容量,还要优化调配固有的设备容量,平抑电源波动。光伏发电特有的微电源可以随时被调用,具有一定的动态优势。

关键词:光伏发电;微电网;动态特性;波动性

中图分类号:TM615 文献标识码:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2015.24.083

分布式发电(DG)的使用效果比较好,排出的污染物很少,安设也很灵活。但是,如果接入过多的DG,将会带来多重干扰。微电网布设的新体系整合了各时段的负荷、储能和发电机构建了可控单元,调配了足量的热能。光伏发电是可以被再生的,因为其技术路径成熟,所以,被当成不可缺失的微电源。为此,有必要明析微电网特有的发电接入路径,解析动态特性,减小各时段电源的波动频率。

1 创设探究模型

光伏发电特有的模型整合了逆变器和光伏阵列,并针对电池单元创设了等效情形下的电路。创设模型必备的数值有光电池搭配的输出电流、光电池泄漏出来的电流、体系内的旁路电阻、短路情形的电流、饱和状态的二极管电流、串联的等效电阻、预设的各类常数和测得的电池温度。其中,短路电流关系着照射进来的光线强度,经由二极管的电流关系着变更的温度。

调控光伏发电时要预设最大范畴的功率点,采取跟踪调控的方式。光照强度与输出功率有很大的关系,一天之中,光线强度会随着天气的变化而变化,数值并不稳定。光伏发电含有多重组件,而太阳能也可能被替换成电能。经由并网内的逆变器,电能会被变更为同一频率下的电流正弦波并入电网。如果逆变转换电能,将会出现谐波,增添谐波干扰。

2 设定接入路径和最优的储能容量

2.1 光伏发电与其他电源的配合

微电网中布设了很多种电源,形式多样。由于光伏发电具有波动性和不可调节性,所以,光伏发电时需要与可被调和的电源配合,例如燃气轮机搭配的电源、水力发电特有的小型装置等。采用同步发电机分轴构架下的微型轮机时,要想调控它的斜率,就要通过调速器来实现,而调控它的旋转速率需要变更投入的燃料总量。在控制转速时,要考量调控的时间和机构放大倍数。如果时间常数偏小,将会增添总的超调量;如果时间常数偏大,装置会剧烈振荡,阻碍调控进程。

在并网路径下,电网即可平衡总体功率。但是,如果孤岛运行,特别是将并网变更为孤岛时,偏慢的调节速率会伴有强烈的振荡。光伏发电表征出来的功率并不稳定,不仅会增大电压,频率还会出现波动。为此,只有增加储能设备才能调和这种惯性,让波动变得平缓。

2.2 逆变器带来的谐波

当经由光伏阵列辐射过来的太阳能被替换为电能时,采用直流输出的方式。并网搭配逆变器,直流电被再次变更为交流电,二者特有的相位和频率等同。在逆变过程中,电子接口会带有谐波,而逆变输出来的波形关系着SPWM特有的流程,也关系着负载参数和逆变开关的频率。在解析这类电流时,很难依循设定好的某一公式进行。但是,对于单次谐波,仍然侧重于奇次谐波。

将逆变器与滤波器搭配在一起布设于滤波器的后侧。在调配电感电容时,高次谐波搭配了旁路的偏低阻抗,去除了逆变路径下的谐波电流。当变电源运转时,要确认最合适的评判指标。常规情形下,可查验谐波表现出来的畸变率。由此可知,如果照射光线偏弱,基波电流将会被缩减,畸变率会变得更大。

2.3 储能容量的设定要求

在设定储能容量时,要考虑光伏电池的平均输出功率、储能设备和电池的总功率。如果总功率超过了平均功率,则储能设备在这一时段释放出来的电能就会超出充电得到的电能;如果平均功率超过了总功率,则充电获取的能量就会超出释放电能;如果二者相等,那么,储能设备现有的容量应为最小。

光伏电池和搭配的储能类设备彼此耦合,平抑了各时段的输出功率。与燃气轮机搭配电源功率提供了瞬时情形下的支持,减小了波动频率,而输出光伏功率、输出设备功率都被整合为平滑的数值。与此同时,还要设定跟踪调控,创设储能设备特有的工作路径和工作模式。变更微电网时,并网渐渐变为孤岛。在这一时段内,如果能增添固有的总储能,就能快速放电,瞬时增设微电网涵盖的容量,减小波动频率。

3 构建仿真路径

由仿真结果可得,在没有增加储能设备之前,如果光伏电源变更了初始功率或者切换孤岛,那么,缺失的功率将交由微型装置。但是,如果添加储能设备,这类波动将会移转至增设的这些设备中,以供应补偿。而在孤岛运行路径下微型装置才会真正出力。设定接入流程能妥善抑制各时段内的电源波动功率;缩减微电网的日常波动能修补调节速率偏慢的问题。

如果经常变更光伏电源的输出功率,那么,其就会存在波动性,它是否吻合预设的电源是被探析的重点。微电网衔接光伏电源后,要增设耦合架构下的储能设备来抑制功率的波动。平均输出功率代表设备容量,当这个值一定时,可随时插入电源并投入运行。

4 结束语

针对光伏发电创设了动态模型。因为光伏发电的输出功率具有波动性,所以,在微电网中,要有效辨识接入的电源。在考量平均功率时,要算出储备总容量,并根据结果着手优化调配。在微电网架构内,光伏电源随时可被插入,随时可以运行,而逆变器中的谐波电流会随着光照的变化而改变它的强度,显现出波动状态。在工作过程中,要选取适当的软件予以仿真查验。查验得出的数值表明,接入方式平抑了常规流程内的波动功率,从初始的并网平稳转移至微电网,减少了频率的波动。

参考文献

[1]周念成,闫立伟,王强钢.光伏发电在微电网中接入及动态特性研究[J].电力系统保护与控制,2010(14):119-127.

[2]许丹,丁强,潘毅,等.基于经济调度的微电网蓄电池容量优化[J].电力系统保护与控制,2011(17):55-59.

[3]刘强,周林,郭珂.微电网的动态特性及控制策略分析[J].电力建设,2014(06):31-37.

〔编辑:白洁〕

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