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分布式光伏发电控制系统设计

摘要：分布式光伏发电控制系统是光伏发电并网的重要条件之一，系统的设

计要有合理性。本研究对分布式光伏发电控制系统的运行现状进行分析，详细探

究其系统运转原理、内部结构以及系统对电网的影响。通过对不同类型与等级的

专用线路连接电网、用户内部电网连接模式等进行深入研究，最终得到不同形式

的系统特点及适用目标，并提出相应的监测和防护措施。

关键词：分布式光伏发电；控制系统；设计

引言

分布式光伏发电系统是指在用户场地附近建设，运行方式以用户侧“自发自

用、余电上网”为主，且以在配电系统平衡调节为特征的光伏发电设施。由于分

布式光伏发电具有靠近用户侧、位置分散等优势，能够有效解决中国能源资源与

负荷需求分布不一致的问题，为新能源开发与利用提供良好发展途径，是中国新

能源发展的重点方向之一。

1分布式光伏发电控制系统运转原理

1.1系统构成

分布式光伏发电控制系统由光伏电源结构板、电流汇流设备、电源逆变器及

蓄电池组成。由于该系统所使用的单个电池板无法直接生成可入网的交流电供用

户使用。因此，要将光伏电池的结构板进行串联，通过集中设备将光伏电池结构

板所产生的电力进行汇集，并为电源逆变器提供所需的电能，逆变后的电能可并

入电网。受季节交替和天气变化等因素的影响，同一地点不同时段的光照强度会

有很大差异，甚至有的地区会经常出现阴雨天气，那么该地区的光伏发电的电量

波动相对较大，也十分不稳定。为了避免因光伏发电量不稳定对并网输入造成较

大冲击，光伏发电通常设置有储能装置，储能后的电量在储能装置的作用下，可

向电网提供持续平稳的电流，如蓄电池设备或电网内部结构。因此，当光伏电池

产生的功率过大时，应使用专业技术手段将过量的电能用蓄电池设备储存或直接

传输到电力网络结构中。当光伏电池输出功率不高时，蓄电池设备完成电力传输

或放电，以此来达到平衡电能负荷的最终目的。

1.2光伏逆变设备

光伏逆变设备又称逆变电源，从本质上讲，其是一种将直流电力转化为交流

电力的转化设备。因此，该设备是发电系统中的重要零部件。随着电子技术及微

电子技术的发展和进步，该设备要想正常运转，就要使用逆变技术，将直流电动

设备转换为交流发电设备。逆变技术要想正常应用，就要使用易于控制的硬件设

备和电子元件。因此，该技术控制电路由单片机处理设备来代替传统的模拟集成

控制电路，以此来实现数字化信号的控制。随着计算机技术的应用范围的扩大，

不同的设备零部件及功率设备零部件都得到优化，使系统逆变器向更小体积、更

高运转效率的方向发展。在系统运行过程中，逆变器主要用于控制半导体功率开

关的启动与停止等，从而将分布式光伏发电控制系统产生的直流电力转化为交流

电力。从本质上来看，光伏逆变设备运转环节是电流整流变换的逆流程。

1.3功率点控制系统

功率点控制系统在运转时通过控制计算的方式，能详细地预测出系统工作状

态下阵列可能产生的最大输出功率，能有效改善基础系统的阻碍情况，从而满足

系统的最大输出功率。当电池设备的温度不断提升，输出功率不断降低时，为了

保证系统能在正常运转条件下处于最佳状态，从而最大限度地输出更多电力能量。

在不同光线照射强度下，光伏阵列输出曲线具有显著特点。其中，如果曲线的两

个端点分别为最大输出功率位置点，那么在某一时刻系统运行为A曲线端点。当

光线照射强度过大时，光伏阵列曲线的结构会发生明显转变，最终在标准光线照

射强度下，可保证最大运转功率位置点。

2分布式光伏并网的具体实践措施

2.1积极落实数字化工具的开发与应用

（1）以实际问题为导向对设备监测维度进行科学拓宽。要实现设备监测维

度的科学拓宽，相关部门则要以实际问题为引导，对光伏项目进行实时监测，并

对具体监测数据进行综合分析。采用数据中台对用户与配变档案进行在线梳理，

结合配变实时功率数据信息，对数据监测的频度进行合理压缩，并且拓展负载监

测，例如，从正侧到反侧进行双向监测，确保光伏发电对配变的实际影响得到实

时精准的反映。技术人员在开展配变分级预警分析时，要综合反向重过载时长，

反向最低负载率，以及反向最大负载率的具体发生时刻等等因素，确保隐患设备

能够得到技术人员的及时发现与科学处理。（2）借助科学先进的自动化工具，

有效增强管理工作的精准性与时效性。例如，借助机器人编程技术对监控配变程

序库进行合理创建，由此实现配变数据信息的定时自动采集，以及可接入容量的

有效计算，由此提升监控配变承载力的根本目标，增