总第９１期 现代工业经济和信息化 Ｍｏｄｅｒｎ Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ Ｅｃｏｎｏｍｙ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ Ｔｏｔａｌ Ｏｆ ９１ ＮＯ．７ ２０１ ５ ２０１ ５年第７期 工程技术 光伏发电系统及其控制探析 成火彬 （南京中核二三能源工程有限公司，江苏南京２１００００） 摘要：文章阐述了光伏发电系统的结构与工作原理，对光伏发电系统的影响因素进行分析，探讨 光伏发电系统的控制策略，以便提高光伏发电的作用。 关键词：光伏发电系统；控制策略；并网 中图分类号：ＴＭ６１ ５ 文献标识码：Ａ 文章编号：２０９５—０７４８（２０１ ５）０７—００６２—０２ 引言 在大力倡导低碳环保的经济发展中，光伏发 电系统的经济效益和社会效益越来越显著，能 过光伏阵列接收太阳能，将其通过高频直流变 换之后形成高压直流电，通过逆变器转变成与 电网电压相同频率的正选交流电流…。 够有效弥补石化燃料资源的不足，有效解决环 ２光伏发电系统的控制策略 境污染问题。光伏发电已经成为目前发电的新 ２．１单相并网控制措施 能源，其发展前景良好。但是目前光伏发电系 单相光伏并网的电路结构如图ｌ所示，其中 统还存在较多的问题，需要加大控制力度，以 便促进光伏发电系统的可持续发展。 主要的电路有光伏陈列ＰＶ、ＬＣＬ滤波、 ＤＣ／ＡＣ、Ｄｅ／Ｄｅ以及相关控制部分。本文主要 是以最大功率跟踪控制方法对开关管的占空比进 １光伏发电系统的结构与工作原理 光伏发现系统主要包括光伏发电系统与 并网光伏发电系统。其中光伏发电系统由 行有效控制，并对光伏电池输出最大功率进行跟 踪，以便计算出太阳能的电池端电压，并且需要 根据ＤＣ／ＡＣ并网的逆变控制策略，将图１中 ｉ ＰＶ视为逆变器的控制参考电流，该电流主要 光伏阵列、充电控制器、正弦波逆变器、蓄电 池组以及系统控制部分组成。光伏发电系 统主要是通过光伏阵列接收太阳辐射能量，并 是以光伏电池最大功率表跟踪得出的直流电流， 将其转变为电能，并将多余的电能通过充电器 将其电网电压的相位与频率视为其相位与频率，方式存储在蓄电池中。尤其是在光照不够充足 并对其并网控制措施进行研究分析。因此可以看 的时候，可以将蓄电池中的电能进行逆变转换 出，在光伏并网中，不仅需要将并网逆变器来跟 之后供给交流负载使用。另外，并网光伏发电 系统主要是由光伏阵列、正弦波逆变器、系统 监控以及ＤＣ／ＤＣ升压电器等组成。其主要是通 踪电网的频率与相位，还需要向电网及时输送最 大功率，以便实现最大功率的追踪控制措施。 外，为了有效确保光伏并网系统的稳定性，需要 将电网电压前馈控制以及ＬＣ滤波电容电流的１人ｊ 部控制理念引入其中。在使用ＬＣ滤波器时，需 收稿日期：２０１５－０３－１２ 要具备较大电感量，以便确保其逆变成为正坛 波。同时，ＬＣ滤波器可以有效改善电感值的漂 移现象，不仅可以降低成本，而且能够有效控制 作者简介：成火彬（１９８４一），男，江苏南通人，本科，初级 专业技术资格证，研究方向：太阳能发电工程一系统控制。 现代工业经济和信息化 第５卷 ｘｄｇｙｊｊｘ￣ｈｘ＠１６３．ｃｏｍ ・６３・ 逆变器输出交流的正弦波。由于城市电力网具有 有效 。２）主动式。其主要是对电网参数产生较 小的信号干扰，当电网无电时，电网阻抗参数会 电。但是多台逆变器同时运行时，对其注入较小 干扰信号会降低电网质量，多台逆变器之间会相 不确定性，在光伏发电系统的运行过程中，需要 其干扰的影响，可以通过电网电压前馈补偿、滤 波电容电流反馈控制等方式来确保电网运行的稳 定性。其中电网电压前馈补偿控制方法可以在不 考虑到电力网电压扰动情况，要想最大程度降低 发生较大变化，通过反馈信号判断电网是否无 互干扰，对孤岛检测产生不良影响。为了解决这 一改变控制系统特性的前提下，对扰动进行适度的 问题，可以采取以下两种方法减少频率的干 调节，并且可以减轻控制难度，有利于减小系统 扰。首先，需要加大频率的扰动周期，使用相对 跟踪的误差。 较小的频率扰动幅度，确保电流波形质量，并在 此基础上提高孤岛检测效率。３）使用间歇性频 率扰动的方法，并加入不扰动的时段，系统根据 不扰动时段的频率与特定的频率值对比，以便确 定扰动的方向。但是孤岛效应检测方法仍然存在 一定的局限性，在实际应用的过程中，需要根据 实际情况采取适当的方式来操作。例如，供电部 门需要在停电过程中对设备以及电路进行检修 图１单相并网控制结构原理图 时，需要断开并网逆变器，在逆变器直流输入与 交流输出之间使用电气隔离，以便确保检修人员 的安全。 ２．２三相并网逆变器控制措施 三相并网逆变器的控制需要借助单相并网中 最大功率跟踪的控制方式，在ＤＣ／ＤＣ控制环节 中，需要将变换的直流电压转变为三相逆变。 三相并网逆变器需要向各路电网输出不同相的 电压和电流，并且需要确保两者之间的平衡与 稳定性，同时需要使用软件锁相环对三相并网 逆变器的频率进行锁定。将前级ＤＣ／ＤＣ最大功 ３结语 新能源的研发与利用是当今备受关注的话 题，光伏发电系统已经成为新能源中的一部 分，在未来的发展中，将会占有更加重要的市 场地位。因此，需要加强单相、三相并网控 制，提高反孤岛效应优化措施的实施效率，从 率跟踪变换器输出的电流视为参考电流，对其 进行逆变转变，之后使用ＬＣＬ滤波器的电容电流 来计算。 而有效提高其运行效率，促进光伏发电系统的 可持续发展。 ２．３反孤岛效应措施 １）被动式。被动式的检测方法指的是对电 参考文献 【１］曹仁贤．光伏发电系统中逆变电源的原理与实现ＬＪ】．太阳 能，２０１０（２）：Ｉ５． 网电压的幅值、相位以及频率进行实时检测，当 电网无电时，电网电压的频率、相位以及幅值会 在参数上出现跳变信号，需要以此来判断电网是 否无电。但是该种方法在平衡负载条件良好的情 况下，其通电或者重新通电的反孤岛效应还不够 【２】赵春江．２００ ｋＷ太阳能光伏发电系统设计实践Ｕ】．节能 技术，２００９（４）：５９． （编辑：王慧芳） Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｔｈｅ Ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ Ｓｙｓｔｅｍ ａｎｄ Ｉｔｓ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｃｈｅｎｇ Ｈｕｏｂｉｎ （Ｎａｎｊｉｎｇ ＣＮＩ２３ Ｅｎｅｒｇｙ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏ．，Ｌｔｄ．，Ｎａｎｊｉｎｇ Ｊｉａｎｇｓｕ ２１００００） ［Ａｂｓｔｒａｃｔ］Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｄｅｓｃｒｉｂｅｓ ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ａｎｄ ｗｏｒｋｉｎｇ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ｈｅ ｐｈｏｔｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ，ｔｈｅ ｆａｃｔｏｒｓ ｔｈａｔ ｉｎｆｌｕｅｎｃｅ ｏｎ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ａｎａｌｙｓｉｓｔｏ ｅｘｐｌｏｒｅ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ ｏｆ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ，ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｉｍｐｒｏｖｅ ｔｈｅ ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｅｆｆｅｃｔ． ［Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ】ｐｈｏｔｏｖｏｌｔａｉｃ ｐｏｗｅｒ ｇｅｎｅｒａｔｉｏｎ ｓｙｓｔｅｍ；ｃｏｎｔｒｏｌ ｓｔｒａｔｅｇｙ；ｇｒｉｄ
