分布式發(fā)電與智能電網(wǎng)系統(tǒng)

隨著我國工業(yè)化進程加快與經(jīng)濟的高速發(fā)展，電力的支撐作用顯得尤為重要。電網(wǎng)的改造也不是一蹴而就的，新能源發(fā)電應(yīng)運而生，但是新能源發(fā)電存在不穩(wěn)定的缺點，將分布式發(fā)電與智能電網(wǎng)系統(tǒng)接入大電網(wǎng)更可靠。一些地區(qū)在用電高峰期存在電網(wǎng)過度負荷的情況，系統(tǒng)中加入蓄電池可在高峰期投入使用，減緩電網(wǎng)壓力。蓄電池的加入也使得太陽能電池板所發(fā)出的電能完全被利用。本系統(tǒng)采用labVIEW編程，投入使用后完全實現(xiàn)自動化，無需管理。

本系統(tǒng)創(chuàng)新點在于新能源發(fā)電，基于laVIEW程序控制的全自動化電網(wǎng)，能源得到高效利用。系統(tǒng)規(guī)模可大可小，小到個體用戶，大到一個城市。

上圖是系統(tǒng)框圖，系統(tǒng)有五種運行方式，全部由程序控制繼電器來實現(xiàn)轉(zhuǎn)化。

1光照充足時，閉合繼電器8、7、5、3、2（常閉）、1，光伏給蓄電池充電且給負荷供電，電網(wǎng)也給負荷供電。

2光照不足時，閉合繼電器8、7、6、3、2（常閉），光伏給負荷供電，電網(wǎng)給負荷供電且給蓄電池充電。

3光照不足時，閉合繼電器8、1、5、2（常開），光伏給蓄電池充電，電網(wǎng)給所有負荷供電。

4晚上，繼電器4、1、2（常閉），蓄電池給負荷供電，電網(wǎng)給負荷供電。當(dāng)用電緊張時，繼電器1斷開，2（常開）閉合，蓄電池給所有負荷供電（不能長時間供電）。

5當(dāng)有連續(xù)陰雨天時，白天繼電器6、1、2（常開）閉合，電網(wǎng)給所有負荷供電的同時也給蓄電池充電。晚上用電高峰期時，繼電器1斷開，閉合4、2（常開）、2（常閉），蓄電池給所有負荷供電。

由于光伏輸出端和蓄電池輸入輸出端都有功率、電壓、電流監(jiān)測點，所有上述運行方式都是通過系統(tǒng)中的laVIEW程序自行調(diào)節(jié)。下圖為系統(tǒng)模型的工作狀態(tài)。

該系統(tǒng)具有以下特點：

1可靠：采用分布式發(fā)電，且與電網(wǎng)并聯(lián)，在遇到突發(fā)情況下不至于造成斷電。系統(tǒng)中的蓄電池可在晚上（晚上光伏發(fā)電失效）用電高峰期投入使用，緩解大電網(wǎng)的壓力。

2安全：整個系統(tǒng)基本采用低電壓直流傳輸，且有多個繼電器來控制整個系統(tǒng)的運行，當(dāng)遇到短路或其他情況時可以迅速做出反應(yīng)。

3經(jīng)濟環(huán)保：“自產(chǎn)自銷”避免了遠距離輸送造成的損失，采用太陽能發(fā)電不消耗其它不可再生能源，不產(chǎn)生“三廢”，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。低電壓傳輸也大大減少了絕緣設(shè)備的投入。

4高效：系統(tǒng)采用光伏逆變，效率可達98%以上。短距離直流傳輸也使得損耗大大減小。系統(tǒng)還接入蓄電池，可將電能進行儲存，完全將太陽能所發(fā)出的電能利用。

5智能：系統(tǒng)一旦運行，內(nèi)部程序都可以自行運作。無需人員監(jiān)控，只需定期對蓄電池進行維護。

6現(xiàn)代電網(wǎng)中，負荷波動對電網(wǎng)的影響很大。沖擊負荷由于自身的隨機性、間歇性和大負荷性，其接入電網(wǎng)時，產(chǎn)生的過載、諧波、電壓等問題，會給電能質(zhì)量構(gòu)成威脅。我們采用分布式發(fā)電，可以作為一個單獨的供求系統(tǒng)，不會對電網(wǎng)產(chǎn)生影響。

該設(shè)計已在第四屆全國虛擬儀器設(shè)計大賽中獲獎。

作者簡介：熊姍霞（1988.6-），女，漢族，湖北武漢人，工學(xué)碩士，講師，研究方向：自控設(shè)備及電氣工程。