光伏发电在微电网中接入及动态特性探索

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

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〔编辑：白洁〕