淺析風光互補發電微電網系統優化調度研究

董云波 范瑞云

摘 ?要：隨著經濟社會的發展，我國的能源問題越來越嚴重，為了進一步促進我國的可持續發展戰略，解決資源短缺的問題，人們對可再生能源的重視程度越來越高。其中，風力發電和太陽能利用是人們日常生活中最廣泛使用的可再生能源，而對風光互補發電微電網系統的優化調度也受到政府和相關部門的高度重視。本文主要簡單分析了風光互補發電系統的優勢和存在的問題，對其系統優化調度提出了相應的解決方案。

關鍵詞：風光互補發電;微電網系統;優化調度

中圖分類號：TM615 ???文獻標識碼：A ???文章編號：1671-2064（2019）17-0000-00

我國的風光互補發電微電網系統目前還處于發展的初級階段，所以其系統體系目前還不夠完善，還存在著一系列的問題需要解決，并且對其微電網系統的理論研究還不夠完善成熟，還有很大的進步空間，所以本文主要針對風光互補發電微電網系統的優化調度進行了簡單的分析，希望能夠促進我國風光互補發電在我國的發展與進步。

風光發電，顧名思義指的就是風力發電和光伏發電，是微電網系統中分布式發電的重要組成部分。風力發電和光伏發電是自然界中最常見的兩種可再生資源，具有清潔環保的作用，非常符合我國可持續發展的戰略。將這兩種發電方式進行結合能夠使資源得到更廣泛的利用，并且還能夠使微電網發電系統的穩定性得到有效提高，從而促進對可再生資源的利用，減少對不可再生資源的利用，促進我國經濟社會的可持續發展。

1 風光互補發系統優勢

風光互補發電系統主要是將風力發電和光伏發電通過控制器等進行有機的結合，是一種復合再生的能源發電系統。不僅能夠有效的減少儲能電池的容量，同時在一定程度上還能夠減少對備用電池的使用，工作過程中輸出非常穩定，并且可靠性強，是應用性非常強的一種發電系統。此外，還能夠使經濟效益和社會效益得到有效的提升，促進經濟社會的發展和進步。目前風光互補發電系統在一些偏遠地區已經得到廣泛的應用，都取得了不錯的成績。

2 微電網中存在的問題

對于微電網分布式電源來說，與傳統的能源最不同的一點就是風力發電和光伏發電的能源都來源于自然界的能源，如何對自然能源進行合理有限的利用是一項難度非常大的工作，這也是微電網系統中存在的最主要的問題。對于兩種資源來說，其風力發電和光伏發電對發電系統的輸出都是通過改變負荷來進行的，這一點對于操作來說存在一定的難度。并且在微電網系統中，二者安裝的位置不同就會導致使其獲得的能量也不同，其中對于風力發電來說，受到風速的嚴重限制，進而影響著輸出的能量。而光伏發電則主要受太陽光的照射強度所影響，將風力發電和光伏發電結合起來組成微電網系統，就使其能量輸出受到兩個方面的嚴重限制，導致在能量輸出方面存在一定的波動性。此外，隨著科學技術的不斷進步，人們對能源的要求越來越高，目前的微電網系統還遠遠不能滿足人們的需求，同時還不斷暴露其存在的問題。

對于風力發電和光伏發電來說，都受到太多自然因素的影響，可控性比較低，所以將二者結合起來會受到更多的因素影響，進而使微電網的穩定性遭受到嚴重的破壞，對分布式能源的輸出功率進行管理以及了解微電網的功率特性是目前風光互補發電最重要的任務。

為了減少功率輸出時對微電網系統產生的影響，往往會在運行的過程中增加儲能環節，但是這使微電網的運行成本大大提升，嚴重的影響了經濟效益和社會效益，在一定程度上限制了風光互補微電網系統的廣泛應用。此外，還有一些國家和地區對微電網的并網運行提出了更高的要求，希望能夠采取一定的策略和措施使對微電網進行優化，進而使微電網能夠長時間的高效率的運行。

3 風光互補發電微電網系統優化調度

將風力發電和光伏發電進行有機的結合起來，能夠對風能和太陽能有更加充分的利用，使二者之間進行互補，從而保證能夠一直不斷的提供能量，從而克服風光能量間歇性和隨機性的缺點。但是目前我國的風光互補發電微電網系統還存在著一系列的問題需要去解決，所以需要不斷的進行優化調度。

3.1 直流母線風光互補結構

直流母線型微電網系統的主要特征就是其發電單元和儲能單元在工作的過程中都是通過DC/DC變換器和直流母線進行連接的。對于交流母線則與直流有很大不同，其發電單元和儲能單元則是通過AC/DC變換器連接到直流母線的。

風力發電機，光伏陣列和蓄電池風都可以通過直流母線連接起來，即組成了風光互補發電微電網系統，除了共用一條直流母線以外，還可以通過集中逆變的方式與電網或者負載連接起來，這樣在操作的過程中則會更加的輕松方便。對于直流母線風光互補結構來說，僅需要一個電壓逆變器，這就使操作的過程中不用考慮如何將多個微電源進行同步，同時也極大的提升了系統的投資成本。但是除此以外，直流母線風光互補結構還存在著擴展性不夠高的缺點，而且只有一個并網逆變器來運行，系統容量不夠高，所以很難滿足目前我國電網智能化的發展需求。為了能夠進一步的對直流母線風光互補微電網系統實現調度優化，就必須使其系統容量得到完善，并且提高系統的擴展性，這樣才能夠使直流母線風光互補微電網結構充分的發揮自身的優勢，使風光能源的利用效率得到極大地提高，使其能夠不斷的發展和進步，能夠在生活中得以廣泛使用。

3.2 交流母線式微電網結構

交流母線式微電網系統結構與直流母線式微電網系統結構不同的是，后者中的各元件主要是通過DC/AC變換器連接到母線上的，而對于前者來說，可以直接連接到母線上，不需要通過變換器連接。還可以通過PPC接點與大電網進行連接，并且通過互換兩種運行模式就可以實現開關的控制。

交流母線式風光互補微電網系統結構在工作運行時，其輸出電壓和頻率都因為交流電的變化而不斷的變化，需要通過變換器才能滿足負載需求的交流點輸入網。并且對于交流母線式的微電網系統結構來說，太陽能電池陣列所輸出的直流電壓必須要經過Boost電路，這樣才能夠將其電壓升高到使用的范圍，一旦電壓達到標準后，就可以借用逆變器來實現工頻電的轉換，進而可以實現電網的一系列輸入操作。此外，交流母線式微電網結構所使用的電池大多都是鉛酸蓄電池，這種電池主要借助于功率的控制器實現電能的雙向流通，進而使蓄電池能夠受到充電器的充放電管理。一般情況下不需要其他的復雜操作，但是一旦出現特殊情況，為了能夠保障系統的運行航班，就必須對負載進行調節。相比較于直流母線式微電網結構來說，采用交流母線式的微電網結構能夠使其擴展性不斷的提升，同時系統的容量也得到很大的進步提升。最重要的就是操作運行也相對比較靈活簡單，能夠使系統的相關性能得到快速提升，一定程度上滿足用戶多樣化的要求。交流母線式風光互補發電微電網結構只需要對其系統結構運行的流暢性以及智能化方面不斷地進行完善，就可以實現系統調度的優化，相比較直流母線式微電網系統來說，更加容易便捷。

3.3 其他優化調度的因素

除了對直流和交流微電網系統結構的完善以外，還需要對設備的維護使用，微電網結構的安裝，人才管理以及規章制度等方面都要不斷的進完善。對于管理部門一定要制定更加完善的管理體系，并且還要不斷的引入技術性人才，不斷的對工作人員進行培養，使技術人員的技術水平能夠不斷的得到進步，保證整個微電網系統結構能夠持續穩定的進行下去。在對微電網結構進行安裝的過程中，也要進行嚴格的監督管理，對于其中存在的問題能夠及時的進行解決。完善監督管理體系，這樣能夠保證機器設備的正常運行，能夠有效避免因為機器設備的問題對整個微電網系統的影響。此外，還需要不斷地完善管理制度，提高工作人員的責任心，保證整個微電網系統結構的正常運行，對風光互補發電微電網系統調度進行嚴格的把控。

風光互補發電微電網結構能夠有效的解決我國目前的能源問題，通過對其系統結構的不斷優化調度，能夠顯著的提高系統的運行效率以及質量，最重要的還是能夠實現對資源的保護，對可再生資源的充分利用，這符合我國的可持續發展戰略。

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收稿日期：2019-07-31

作者簡介：董云波（1986—），男，云南昆明人，本科，講師，研究方向：電氣工程。