论分布式光伏及储能系统在微电网中的应用
摘要 分布式技术使得用户信息的采集与管理越来越方便，可以使得电网的使用更加方便，这些创新技术使得光伏微电网越来越成为传统电力行业的重要发展趋势。本文对于分布式光伏发电及储能系统进行了分析和探讨，为其进一步发展打下了坚实的基础。
关键词 分布式；光伏发电；微电网
前言
中国新能源的发展速度非常快，千万级的光电基地建设速度极快，同时体现出了集中化、分布式的开发特点，同时其他形式的发电也在极快地进行普及，同时光伏发电等产业可能会进行爆发化的成长，用户的电能使用正在不断进行改善与优化，太阳能发电技术正在逐步开展，光伏发电的普及率越来越高，同时电网中对于智能化的要求越来越大，用户信息和电网信息需要通过光伏发电的手段来进行处理，国家能源局也于2017年2月，正式发文要进行分布式的能源改造。从政策导向上进一步确立了分布式能源和智能电网的地位与发展方向。智能电网也是中国电网发展的内在需求。可以说，智能电网未来发展的趋势是不会改变的[1]。这些年来，很多的高新技术进行发展，计算机、自动化等技术在电网中得到了广泛的推广，同时，在传统电力技术的作用下，使得光伏电网的智能化管理水平越来越高，光伏电网依靠传感器、控制器等实现自动控制与操作，同时系统还可以进行智能化的分析和调度，对于故障也能够进行维护，同时，分布式并网技术的开发也为电力行业的电能来源提供了相关的保障。
1 分布式光伏发电储能系统概述
1.1 分布式光伏发电系统并网原理
光伏发电主要是依靠光伏传感器等组件来使得太阳能转化为电能进行电力供应，然后把电能输入到配电网从而进行并网的发电，光伏发电系统一般包括光伏电池板、逆变器、蓄电池组等重要设备，在发电过程当中，光伏电池板把光能转换为电能，然后经过逆变，变成交流电进行输出，使得可以与配电网相适应，光伏发电站可以用分布式的方式来进行建立，使其对于现有的配电网进行有效的调节功能，可以直接为用户进行电能的供应，也能进行电能的存储。
1.2 分布式光伏发电的工作特性
光伏发电是利用太阳光来进行发电的，因此其容易受到周围环境的影响，比如气候、温度、时间等，所以它在发电的过程当中可能有以下几个特点，第一，光伏发电的效能波动较为严重，因为光伏发电系统由于其所处的状态不同，就可能会使得太阳的光照有效面积不同，晴天光照比较充足，但是在阴天就没有足够的光照能够支持发电，这就使得发电效率波动性较大，无法获得持久的能源供应；
第二，输出功率中无功功率较少，有功功率较多，很大一部分光伏发电系统利用逆变器的方式来进行逆变输出，通过对于输出电流的跟踪来实现电压的并网，在这个过程中，有功功率过大，无功功率较小，因此对电网的调节能力较差；第三，光伏发电的并网技术还没有完全走向成熟，其在整个的发展过程当中监测能力较差，在出现故障时无法有效的对其进行解列，因此可能会造成较大规模的电网故障，导致较大的损失[2]。
1.3 发电储能系统的设计
储能电站站用电源配置应根据储能电站的功能定位、重要性、可靠性要求等条件确定。储能电站站用电源的设计应符合现行国家标准GB50054-2011《低压配电设计规范》的规定。储能电站站用电源应满足站内操作、照明及其他动力用电。储能电站的备用电源可引自光伏站站用备用变压器或单独从10kV配电网中引接备用电源。储能电站的二次系统是保障储能电站安全、稳定运行不可或缺的重要部分。储能电站的二次配置应与全站的电气一次系统统筹考虑。
2 分布式光伏发电储能系统的应用
储能电站的二次系统主要包括变电站综合自动化、继电保护和安全自动化装置、电池管理系统和储能电站监控系统等。实现与其他二次系统的无缝切换，接受电网公司的调度是二次设计的重点。储能电站的建、构筑物的设计应做到统一规划、造型协调、结构合理、整体性好、生产及生活方便，便于施工及维护。储能电站总平面布置应按最终规模进行规划设计，目前储能装置一般都采用集装箱式。在过去的电力系统中，主要采用发电机的功率调整来实现负荷的平衡运转，但是在光伏微电网中这样是无法进行的，因为分布式的电源过多，它对于环境的因素变化是非常敏感的，如果系统无法做到它们之间的相互平衡，就可能会导致严重的事故，引起电机烧毁或者是大区域的停电，给国民经济带来严重的损失，这就需要光伏系统供电设备有一定的电能储存量，但是如果电储存量较大，不仅在技术上有难度，也会使得整个微电网的运行效率降低，最好方法就是采用一些分布式的储能元件，对电能进行存储，随时可以进行放出，解决供需之间的不平衡关系，实现资源的合理优化调配，对于储能设备的充电时间和地點进行有效的控制，结合不同储能设备的充电参数来使得微电网的运行更加的科学与有效，它可以根据储能设备的充电信息，进行动态调整，从后台对供电提供建议，从而达到节约能源，降低损耗的目的。
按照国家对于微电网的相关规定，对于光伏电站要进行无功功率的补偿，对于大型光伏电站必须使用无功补偿来使得其对微电网的运行不会造成较为严重的影响，通过对于无功设备的容量进行参数的设定，使得光伏发电站并网之后可以与配微电网迅速的进行统一，使得电容和电抗等设备能够有效实现协调性的控制，同时，应该加强科研的投入来使得光伏发电中的无功调节方案能够更加的优化，使得区域内微电网电压能够更加稳定，让我国的电力系统配电质量能够进一步得到改善[3]。
3 结束语
在分布式光伏储能系统的自动控制过程中，各种错误数据需要认真的比对和分析，从而对其进行评估，因此作为工程师应当具有一定的建模能力，使得控制效率提升，能够将相应工具在精确测量中应用，同时这样有利于实现光伏发电的科学规划与合理布局。光伏发电的并网技术对于电网的发展来说具有极为重要的意义，因此需要对其技术进行进一步的优化。
参考文献
[1] 胡博.分布式光伏接入的配电系统运行优化研究[D].沈阳：沈阳农业大学，2017.
[2] 金卓勍.考虑电能质量问题的分布式光伏接入规划方法[D].武汉：武汉大学，2017.
[3] 崔红芬，汪春，叶季蕾，等.多接入点分布式光伏发电系统与配电网交互影响研究[J].电力系统保护与控制，2015，43（10）：91-97.
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