摘要：我国经济的发展离不开能源，以往生活和工业生产中所消耗的能源多是以传统能源为主，也就是煤炭、石油等。随着国家能源逐渐面临枯竭危机以及环境污染日益严重，加大对天然能源以及清洁能源的开发和利用势在必行。光伏发电站就是充分利用太阳能进行电力供应的典型案例，其中分布式控制在该过程中发挥着重要的作用。本文主要对光伏发电过程中分布式控制的具体应用进行了研究，希望能够促进光伏发电更深层次的发展。
关键词：分布式控制；光伏发电技术；技术应用
引言：
在国家大力倡导节能环保的大背景下，主要基于太阳能发电的光伏发电产业逐渐兴起，并取得了不错的成绩。从长远的家角度考虑，必须加强对光伏发电的投入，不断扩大其规模，以便更好地服务于我国的环保事业，并解决我国能源的威胁。加强光伏电源的分布式控制和管理，可以有效解决长输电力中电力的损耗问题，提高电力的使用效率，有益于电力供应的安全和质量。因此，现在加强对分布式控制技术应用的研究具有重要的意义。
1 简述分布式光伏发电系统
1.1 解读光伏发电技术
首先，光伏发电技术的主要目的就是将太阳光能转换成电能，供应给人们日常生活和工业生产使用，该过程的主要的载体是一种半导体。也就是说，光伏发电系统就是实现太阳能向电能转化的系统，当前我国投入使用的光伏系统主要包括独立式、并网式以及分布式光伏系统。其中，独立式的光伏系统就是一个单独的发电系统，其运行方式相对独立，不与其他电网进行连接，这种类型的光伏系统一般都建设在比较偏远的地区，主要用于临时用电，其主要的作用过程就是通过白天太阳光进行能量的收集，将转换成的电能在蓄电池中进行储存，当晚上需要应用的时候再将电能释放，这种发电方式具有明显的不稳定性，所以通常才需要建设辅助电站，这样一来就增加了光伏发电的成本。
1.2 分布式光伏发电系统的组成以及分类
所谓的分布式光伏发电其主要的意思就是在相对分散的不同地点建设多个光伏发电站，其中这些光伏电站可以在容量方面可以有所差异。光伏发电系统在进行发电时主要是通过太阳能电池板进行阳光的吸收，并经过一系列的作用来输出直流电，然后对直流电进行加压或者降压而变换成能够满足实际需求的电压，同时这些电能还可以向配网种的其他发电系统进行输送。首先，在光伏发电的系统组成中其主要的元部件就是光伏阵列，其包括多个电池组件，将这些电池组件进行不同形式的并联合串联，就可以完成太阳光的辐射光能直接进行电能的转化。其次，光伏系统的另一个主要元器件就是DC变换器，其主要作用就是将光伏阵列输出的直流电进行电压升高，从而能够满足逆变器的电压需求，另外，DC变换器也可以将输出的电压直接用于负载的电力供应。再者，在光伏系统还存在另一重要部件，也就是并网逆变器，该部件的主要功用就是对光伏阵列输出的直流电进行作用，使其转换成能够满足并网需求的甄选电流。另外，控制器也光伏系统中的核心元件，其主要发挥作用的是DSP芯片，可以对光伏阵列中所输出的最大功率点进行跟踪，并且还可以对并网时的电压和电流的频率以及波形进行跟踪和调节。最后，在光伏发电系统中还包括一种重要的设备，也就是蓄电池，蓄电池的主要功能就是起到对电能的储存，同时还具有一定的调节作用。
在电网运行中，其实可以将电网看作是一个交流电压源，并且它兼具阻抗小、容量大的优势特征，所以，在光伏并网作业中一般是将逆变器作为主要的控制电源，并有电网将输出的电压进行锁钳，从而最大程度的保证其输出电压能够与电网电压实现同步。接下来就可以对电流大小以及相位进行调节，从而满足功率输出的需求。
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2分布式控制在光伏发电中的应用分析
2.1电力电子变换器
目前常用的并网光伏逆变器大多采用DC-DC-AC的双级结构。这是因为光伏阵列提供的直流电压普遍低于要求的交流输出电压，而在DC-AC变换电路中，瞬时输出电压总低于输人电压，只能实现降压变换。为此，一般在桥式逆变电路前增加一级可升压变换的DC-DC变换器，将输人直流电压升高。并且，由于光伏阵列的直流电压典型值比交流电压峰值低很多，DC-DC变换器应当具有高的电压增益。为此，目前逆变器研究的一大趋势，就是直接将多功率级的系统架构整合为单级系统，即所谓单级逆变器。除此之外，储能原件是光伏系统重要的组成部分。针对各种储能原件的特点，找到合适的电力电子变换器结构，也是光伏发电中重要的研究热点。
2.2 光伏发电中网络化均衡控制技术的应用
分布式控制技术在光伏发电中发挥作用的技术应用之一就是网络化均衡控制技术，该技术可以实现同比率的控制，主要由均衡器进行启用，该技术可以保证各个分布位置的光伏发电系统进行电压的同比率输出，不会受到光伏系统容量差异的限制。网络均衡控制的主要作用机理就是在利益均衡的原则之上通过对通讯网络的控制作用，而保证各分布光伏系统的输出功率可以满足电网需求，并将所有的功率输出进行统一，这样就可以大大提高电压运行的稳定性和平衡性。当然，如果分布式光伏系统中某一个区域或者某一个光伏系统在电压输出过程中比较突出的话，就会在整体上影响电网运行的安全和稳定，导致电压波动，而通过网络控制器就可以完美的解决该项问题，它可以保证每个光伏单元进行功率输出的一致性，从而保证了电网运行的稳定，更好地服务于日常生活和工业生产。
2.3 分布式控制技术可以对运行状态进行系统性的协调
其一，分布式控制技术可以实现对光伏并网运行中的最大功率点的跟踪，从而保证所输出的电压等参数能够符合电网的要求，并与之保持一致，这样就可以将光伏发电的优势充分的发挥出来，从而有效提升太阳能以及其他能源的利用率。
其二，分布式控制技术还可以在离网的模式下，对光伏系统在几个运行状态下进行自动切换，该动作主要是根据电网中负载对功率的需求以及系统中储量的大小。在几个状态间自由切换的功能可以大大减少装置充电次数和放电次数，从而可以延长储能装置的使用寿命。另外，分布式控制技术还可以实现对光伏逆变器的协调和控制，可以通过对发电系通以及储能装置他们在进行负载时的功率进行计算，但是需要注意的功率要保持平衡，这样就可以实现电网运行中电压和电流的稳定性。
3 结束语
综上所述，我国在光伏发电领域已经取得了很大成绩，并且在当前也遇到了一些瓶颈。所以，为了光伏产业今后更好的发展，需要对光伏发电中的主要控制技术以及管理问题进行深入的研究和探讨，要加强对电力电子技术、网络均衡控制以及对光伏系统协调技术的研究应用，以便更好地促进光伏产业的发展，保证我国电网运行的安全和稳定。
参考文献：
［1］全宣榕． 浅谈光伏发电技术研究与发展［J］． 科技创新与应用，2015（10），第 30 期：p25．
［2］李清然，张建成． 分布式光伏对配电网电能质量的影响及调压方案［J］． 电力科学与工程，2015． 10，第 31 卷，10 期，P1－6．
［3］侯庆雷，崔大明，李超 ． 光伏发电并网常见问题及对策分析［J］． 通讯世界，2015，12．
［4］冀紫轩． 大型并网光伏电站对电网影响的分析［J］． 中外企业家，2015，第 35 期（总第 517 期）p12．
［5］林洪波． 屋顶分布式光伏发电技术方案的探讨［J］． 河南科技，2015，1，总 556 期第 2 期，p120－122．
［6］张英． 微型光伏并网逆变器及其关键技术研究［D］． 北京交通大学，2015．
论文作者:汤磊
论文发表刊物:《电力设备》2018年第14期
论文发表时间:2018/8/21
标签：光伏论文; 电压论文; 分布式论文; 系统论文; 变换器论文; 电网论文; 技术论文; 《电力设备》2018年第14期论文;