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分布式太陽能發電系統在智能電網中的應用

時間:1970-01-01  作者:佚名

論文摘要:本文首先簡要介紹了國內外智能電網的發展現狀,然后結合分布式太能能發電系統的特點,提出了一種可以應用于智能電網中的分布式太陽能發電系統,并給出了系統的基本控制策略,最后初步論證了系統控制策略的可行性。

論文關鍵詞:智能電網,分布式,太陽能發電

0引言

隨著人類科技水平的日益增長,電力技術在人類日常生活中的作用已經得到了廣泛認可。其中,電網技術作為國民經濟的基礎產業之一,在全球各國的共同推動下,也在過去的幾十年時間內收到了廣泛關注,并取得了飛速的發展。

然而,由于全球人口的爆發式增長,社會科學的急速發展,整個人類社會對能源的需求與日俱增。而現存的諸如石油、煤炭、天然氣等不可再生能源的儲量卻呈現江河日下的趨勢。能源需求與能源供給之間的矛盾,已經愈發成為制約人類社會進一步發展的絆腳石。根據有關數據統計顯示,按照目前的能源消耗速率,石油能源將在40年之后開發殆盡,石油、天然氣的剩余可開采量也所剩無幾。

為了規避不可再生能源存量對人類社會進一步發展的限制,以太陽能、風能等為典型代表的新能源為基礎,發展基于可再生能源的新型電網技術,已經成為了各國研究人員的主流。和國外發達國家相比,我國的工業基礎薄弱,電網技術研究也處于相對落后的位置,為了盡早實現工業化4.0的目標,研究基于新型可再生能源的智能電網技術,已經成為了我國電網技術研究領域的當務之急,并且具有極其重要的戰略戰術意義[1]。

1智能電網與分布式太陽能發電系統研究現狀

智能電網,同時也被稱作知識型電網,相比傳統電網的技術方案,其具有友好、清潔、高效、安全的運行特性,是一種更加可靠的源端發電、終端輸配電系統。美國早在2002年,就發起了對于智能電網方向的研究,并與2004年底之前,發布了美國智能電網系統中,有關數字模擬通信、計算機數學技術等一系列相關標準。歐盟緊隨美國步伐,在2005年成立了智能電網技術委員會,為歐盟在2030年之前智能電網技術發展做出了詳細規劃,力求滿足歐盟用戶對能源需求個性化、差異化的具體需求[2]。目前,我國在智能電網的研究領域,尚處于起步狀態。根據不同地區各自的用電需求以及研究現狀,各國在智能電網的發展方向略有差異,其中歐盟更加側重于新能源發電系統在智能電網領域應用方面的研究。

在分布式發電領域,太陽能發電系統和風力發電系統以其能源獲取方便、發電質量可靠的優良特性,已經在很多國家和地區得到了廣泛的發展。據相關文獻資料顯示,從1980年以來,分布式太陽能發電系統已經在國外發達國家掀起了研究、發展應用的高潮。因為太陽能電池板體積小安裝方便的特點,將其安裝在居民屋頂上組成各自獨立的分布式太陽能發電系統,其使用便利度、經濟效益度均大大優于傳統的大型光伏并網發電系統。綜上所述,分布式太陽能發電系統與智能電網的有機結合,將是未來各國電網技術領域的絕對研究熱點。

2一種應用于智能電網中的分布式太陽能發電系統

本文構架的一種應用于智能電網的分布式太陽能發電系統架構如圖1所示。系統的前級為太陽能電池板,由其承擔太陽能到電能的初級能量轉換功能。在太陽能電池板輸出端,構建直流母線,儲能裝置通過雙向DC/DC與直流母線形成能量交換。系統的交、直流負載,根據各自用電需求,隨機掛接于直流母線。通過分布式太陽能發電系統控制器,對整個分布式智能電網系統的能量獲取,電能傳輸分配進行綜合監控與控制,實現整個系統的穩定運行。

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