袁锡丰
无锡赛恩电力有限公司
摘要：分布式光伏发电作为一种新兴节能用电资源和可再生资源，已经逐渐受到社会学者的重视和政府支持，成为目前主要应用的用电能源方式之一。本文通过分析分布式光伏发电，提出协调控制储能终端与光伏发电，提高光伏用电使用普及率。
关键词：光伏发电；储能系统；协调控制；应用
智能化信息的应用和普及，在资源能源节约和现代化能源的创新应用提供了优质的基本发展条件。分布式光伏发电能源在化学能源逐渐走向枯竭的背景下应运而生，得到了迅速发展和广泛推广，在现代智能化网络信息技术不断得以创新和普及的情况下，加之各种可用化学能源的急剧减少，分布式光伏系统发展已经成为促进社会经济发展和维持生态平衡的必然需求。但是，利用光伏发电也并非毫无瑕疵，由于光伏发电输出功率的强弱会直接受到光照强弱的影响，而且光伏发电本身就属于间歇性能源，在夜间无法持续使用。因此，控制光伏发电与储能系统之间的协调应用是目前智能化网络用户需要迫切解决的重要问题。
1 分布式光伏发电概念
分布式光伏发电是在化学资源能源趋向枯竭下产生的，是利用光伏组件通过自然能源——太阳能，直接转变为可用电的分布式发电系统。这种发电系统的发展具有一定必然性，与现代绿色环保观念和创新能源应用观念相符合，其发展前景广阔，主要倡导就近发电和并网，实现就近转换等应用原则，在有效提高规模性光伏电站发电量的同时，还对电压长途运输消耗问题的解决起到积极贡献作用。分布式光伏发电，即利用各种分散性资源，通过较小的装机规模在用电用户附近安装发电系统。供给电力主要是提供给居民自用，在使用该项目时必须有公共电网接入，在其附近为居民提供用电。若没有公共电网的支撑，则分布式光伏系统无法保障居民用电质量和可行性[1]。
2 系统架构
为普及光伏发电系统的应用，解决光伏发电劣势，新研制出高效信息数据处理架构DSP与ARM终端系统控制设备，通过搭建CNA总线分布，实现对光伏发电系统的有效监控，帮助居民解决光伏发电应用电源储蓄问题，促进二者协调控制发展。该系统是利用多个用户单元与一台中端机器共同构组成，每1台光伏电源配套搭配1台储能电源，CNA总线上的通节点由终端和分部电源共同组成，在此过程中，为确保通信质量，总线至多不可超过8个用户端单元。
在进行通信之前，需要对各个节点和接收数据帧消息标明ID，终端与各分布式电源不同，具有优先级，其他分布式电源则要按照ID依次排列标级。通信中各个节点之间地位平等，无主从关系。因为在CNA总线分布系统协议采用的是非破坏性仲裁技术，所以在每个节点同时发送数据信息给总线时，优先级高的节点会更具优势，保持持续传送状态，而节点优先级低，则会自动停止传送数据，使二者之间能够协调发展，确保系统应用具有较强可靠性[2]。
3 工作模式
3.1 终端内部结构
DPS处理器在工作中实现功能包括：第一，对每位用户终端故障状态、实时功率等进行高效采集整理，向CNA总线通信，确保分布光伏与储存电源的协调发展；第二，在CNA的使用下，传送ARM控制命令，包括储能电源充电控制、运行功率设定等。此过程中DPS处理器是从站。
ARM处理器作为主战，需要完成的功能主要包括：其一，显示用户端电量运行数据及功率；其二，利用人机触屏形式接受与客户相关的手控命令；其三，充分利用移动信息发送功能，通过GPRS对每位用户基本用电情况和用电总量以完整数据的方式发送到客户手机[3]。
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由此可见，利用双处理器的方式，可以提高数据信息搜集效率，促进精准运算，确保系统的稳定运行。
3.2 终端工作模式
3.3.1 白天模式
终端工作白天模式分为以下几步：第一，信息沟通建立完成后，确定白天模式，进入。第二，采集用户内缘电有效数据，继续执行。第三，分析用户电源储能存在的问题和故障现有阶段发展状态，若处于故障状态，则选择推出工作协调；若故障发出请求处理信号，则继续执行；若电源储能正常，直接进入下一环节。第四，分析用户终端电源开机与否，若开机可直接进行下一步骤；反之，客户手机处于关机状态，则要推出协调工作，直接进入判断SCO值。第五，对光伏电源的状态进行分析，若电源存在故障，并且显示处理请求，则当能源电源开始待机时，要结束此次工作循环；若电源可以正常运行，则进入下一步中。第六，分析剩余电量SCO值，充足情况下，会自动出现储能电源放电命令，可实现对功率大小的及时补充，本次循环顺利结束；若其SCO值较限值低，则会发出储能电源充电命令，结束步骤。第七，分析储能SCO值，与限值对比，若充足则会保持待机，有效接收来自用户手动放电的相关命令，结束循环；反之，则会自动出现储能电源充电命令，结束循环。第八，完成本次模式操作并最终返回[4]。
3.3.2 夜间模式
夜间工作模式相对简要，首先，在判定夜间工作通信连接后，选择模式，进入下一环节。其次，通过对客户信息数据设备的采集，对电价进行客观分析判断，若其处于谷电价，则进行下一步，若不是则要跳过下一步直接进入第四环节。再次，电价处于谷电价阶段，若SCO储能充足，则结束循环作业，返回操作；反之，发出储能充电命令，也要直接结束操作。第四，储能SCO处于峰电价阶段，证明储能待机，则可以有效接收用户放电命令，结束循环作业；反之，则要等待谷电价时段，返回操作。最后，结束本次操作，返回。
4 实际效果
在终端工作模式分析中，白天模式在补充储能电源和电源控制上做到了即时性，用户端与电网稳定效果合并。由于光伏发电系统具有间歇性发电特点，所以在夜间工作中必须通过储能电源的采集而实现系统独立工作，在此基础上作出针对性操作，峰谷电价阶段，选择接收用户指令或自动充电，实现多余电能有效反馈，促进电能科学灵活分配；谷电价时，进行自动储能系统控制充电。一般在6：01-17：00实现光伏电源功率补偿，17：01-23：59接收用户反馈命令，直到SCO值较限值低，进入待机状态为止。
结论
本文对分布式光伏发电终端控制问题进行详细分析，提出利用终端控制解决光伏发电间歇性问题，并乐观看待系统控制应用前景。有效解决其使用过程中的不可控性，对光伏发电可持续使用和广泛普及应用具有积极作用。
参考文献
[1]崔杨，潘宇，王泽洋，孙兆键.计及功率损耗的分布式光伏-储能系统出力优化及容量配置方法[J].可再生能源，2017，35（02）：245-251.
[2]徐斌，丁然，刘康丽，徐斌，刘红新，陈娅，阮力.基于序优化的分布式光伏配电网储能系统容量评估[J].电力建设，2016，37（08）：122-127.
[3]张毅.分布式光伏及储能系统在微电网中的应用研究[D].华北电力大学（北京），2016.
[4]赵怀功.分布式光伏发电系统协调控制[D].山东建筑大学，2016.
论文作者:袁锡丰
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第16期
论文发表时间:2018/11/12
标签：光伏论文; 分布式论文; 电源论文; 储能论文; 系统论文; 终端论文; 电价论文; 《建筑学研究前沿》2018年第16期论文;