分布式控制在光伏發(fā)電技術(shù)中的應(yīng)用

阮善斌

摘要：能源開發(fā)與合理運用是國家發(fā)展的重要內(nèi)容，但是能源開發(fā)也出現(xiàn)諸多環(huán)境問題，而這些環(huán)境問題則加劇現(xiàn)有環(huán)境污染的程度。在當(dāng)今的新能源發(fā)電技術(shù)中，分布式光伏發(fā)電技術(shù)屬于一種新型技術(shù)，該技術(shù)不僅可以彌補傳統(tǒng)光伏發(fā)電的技術(shù)問題，同時也更加節(jié)能環(huán)保。而在該技術(shù)的具體應(yīng)用中，分布式控制是一項重要內(nèi)容。基于此，本文就對光伏發(fā)電技術(shù)中的分布式控制技術(shù)應(yīng)用進(jìn)行分析，以此來為光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用與發(fā)展提供參考。

關(guān)鍵詞：分布式控制;光伏發(fā)電技術(shù);應(yīng)用

1在光伏發(fā)電技術(shù)中應(yīng)用分布式控制的必要性

①光伏發(fā)電系統(tǒng)的缺陷。光伏發(fā)電技術(shù)是將太陽能轉(zhuǎn)化成電能的一種發(fā)電技術(shù)，它主要是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)。目前光伏發(fā)電系統(tǒng)主要有幾種形式：獨立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)和分布式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。這幾種形式在一定程度上都具有一些缺陷。首先，獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)是不需要連接電網(wǎng)的一種獨立運行的發(fā)電系統(tǒng)，常常都在邊緣地區(qū)建設(shè)，主要的運作方式是在蓄電池里儲存白天產(chǎn)生的電能，然后晚上進(jìn)行使用。但是在整個過程中，獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)供電都不太穩(wěn)定從而需要一個普通電站的輔助，但是這樣一來，就大大增加了獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本。雖然并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與獨立發(fā)電系統(tǒng)相比較，可以連接電網(wǎng)，不需要蓄電池，成本較低。但是其在實際使用過程中仍舊具有一定的局限性，而分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)在這些方面具有非常大的優(yōu)勢。②分布式控制系統(tǒng)的優(yōu)勢。分布式光伏發(fā)電作為一種新型的太陽能發(fā)電系統(tǒng)，在使用上具有非常強大的優(yōu)勢。首先，從安裝上來說，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)適合的安裝范圍比較廣，在安裝時選擇自家屋頂或者戶外空間場地都是可行的，而且安裝也比較安全、方便快捷，占用空間小、具有非常顯著的環(huán)境效益。而且，分布式光伏發(fā)電其實是一種節(jié)能環(huán)保的發(fā)電項目，符合政府的號召，自然會受到政府的大力支持，發(fā)展前景良好。再者，分布式電站是符合社會市場需要的，具有較高的市場效益。由于售電主體多元化以及新電改的影響，分布式光伏在將來有很大可能實現(xiàn)網(wǎng)內(nèi)網(wǎng)外能源的互聯(lián)互通，促進(jìn)售電平臺的轉(zhuǎn)型。另外，分布式發(fā)電系統(tǒng)是屬于節(jié)能環(huán)保模式的，使用太陽能與風(fēng)能發(fā)電，具有非常高的環(huán)境效益。而且近年來，分布式太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)具備了一定的群眾基礎(chǔ)，越來越受歡迎，那么其推廣市場就比較廣闊。

2光伏發(fā)電技術(shù)中的分布式控制系統(tǒng)應(yīng)用思路

2.1基本方案和拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

分布式控制在光伏發(fā)電技術(shù)中的應(yīng)用方式多樣，本次研究擬建立整套工作方案，利用能夠緊密關(guān)聯(lián)的遞進(jìn)式工作系統(tǒng)，確保其控制效果。基本方案為利用傳感器做數(shù)據(jù)收集，通過計算機進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和判斷，下達(dá)后續(xù)指令，通信方式均取有線方式，方案的核心步驟為計算機對數(shù)據(jù)的判別。拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上，包括分布式監(jiān)控設(shè)備、計算機控制中心、通信系統(tǒng)以及附屬系統(tǒng)。分布式監(jiān)控設(shè)備均具有自動化工作能力，以傳感器作為核心，對光伏發(fā)電系統(tǒng)的各類目標(biāo)進(jìn)行實時監(jiān)測，包括電池板、逆變器、控制器等。計算機控制中心負(fù)責(zé)統(tǒng)計和分析數(shù)據(jù)，并對核心數(shù)據(jù)進(jìn)行保存。通信系統(tǒng)負(fù)責(zé)信息傳遞，附屬系統(tǒng)含報警器、信號轉(zhuǎn)換器、應(yīng)急處理器等等，均屬于系統(tǒng)的執(zhí)行部分。

2.2工作流程

分布式控制流程如下：采集信息———有線傳輸———數(shù)據(jù)辨識———發(fā)布命令———處理。光伏發(fā)電系統(tǒng)沒有異常或需對參數(shù)予以修改、具有安全問題，均需經(jīng)由數(shù)據(jù)辨識與執(zhí)行構(gòu)件實施。就以XX區(qū)域的光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，每天早、中、晚等各時段均應(yīng)對電池板角度適當(dāng)變動，從而獲得更多光能，確保光電轉(zhuǎn)化效果。實踐期間，可對各時段電池板傾斜角予以計算，把其錄入計算機作為默認(rèn)程序，系統(tǒng)運行時采集時鐘信息，及時傳輸至計算機，在核準(zhǔn)后通過有線通信模式把命令傳輸至執(zhí)行結(jié)構(gòu)，從而對太陽能電池板仰角自動調(diào)節(jié)，此模式還能在問題處理、異常報警等方面運用。

3分布式控制在光伏發(fā)電技術(shù)中的應(yīng)用

3.1分布式控制系統(tǒng)核心技術(shù)的應(yīng)用

在分布式控制系統(tǒng)中，核心技術(shù)主要包括智能技術(shù)、傳感器技術(shù)以及有線通信技術(shù)等。其中，智能技術(shù)主要包括計算機以及機器訓(xùn)練等的技術(shù)，傳感器等的這些技術(shù)需要借助于集成設(shè)備以及第三方服務(wù)來進(jìn)行獲取。在分布式控制系統(tǒng)的具體應(yīng)用中，通信系統(tǒng)合理選擇是系統(tǒng)效用的展示要點。就光伏發(fā)電系統(tǒng)而言，有線通信和無線通信技術(shù)都可以應(yīng)用，但是通過相關(guān)的試驗與研究發(fā)現(xiàn)，相比較無線通信技術(shù)而言，有線通信技術(shù)對于電磁干擾有著更好的抵抗能力，可以讓信號得到更好的傳輸。另外，借助于CAN總線技術(shù)，也可以有效保障各個智能監(jiān)控器信息傳輸?shù)挠行裕苊庑盘栔g產(chǎn)生相互影響的情況，以此來有效保障各種運行參數(shù)以及控制指令的傳輸效果，確保整個光伏發(fā)電系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。

3.2實時處理

研究可知集散控制不僅對網(wǎng)絡(luò)技術(shù)進(jìn)行融合，同時也將自控以及通信等技術(shù)融入到系統(tǒng)中，所在進(jìn)行光伏發(fā)電的過程中應(yīng)該關(guān)注到集散控制以及實時處理的技術(shù)要素，將發(fā)電實踐中進(jìn)行拓?fù)鋵W(xué)的拆分，更加明確需要控制的技術(shù)環(huán)節(jié)以實現(xiàn)各個環(huán)節(jié)的控制工作。例如光伏發(fā)電系統(tǒng)分為組件以及逆變器等方面的結(jié)構(gòu)，需要做好這幾方面的控制要點，重點對變壓設(shè)備以及能源儲存設(shè)備的實時控制。這樣可以獲得不同設(shè)備的工作狀態(tài)，立足智能化提高監(jiān)控器的配置效果。此外，技術(shù)人員也可以通過串聯(lián)方式對組件進(jìn)行智能化的控制與技術(shù)檢測，通過CAN總線和通信線路進(jìn)行連接，能夠?qū)⒈O(jiān)控器實施自主化的運行控制。立足實時處理可以在發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集異常或者是系統(tǒng)需要進(jìn)行默認(rèn)程序的過程中進(jìn)行計算機指令的發(fā)布。這樣能實施自動化運行，對要點數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的匹配，從而提高系統(tǒng)控制的實際效果。

3.3機器訓(xùn)練

機器訓(xùn)練結(jié)果對光伏發(fā)電系統(tǒng)弄分布式控制效果具備直觀影響，就以故障處理來看，在光伏發(fā)電系統(tǒng)具有異常時，系統(tǒng)內(nèi)電流、溫度等參數(shù)將發(fā)生變化，對此類信息捕捉能視為機器訓(xùn)練、故障分析的基礎(chǔ)。

結(jié)語

綜上所述，隨著當(dāng)今新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，光伏發(fā)電技術(shù)在我國已經(jīng)實現(xiàn)了越來越廣泛的應(yīng)用。隨著光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用，傳統(tǒng)的火力發(fā)電技術(shù)開始逐漸被取代，這樣不僅有效滿足了當(dāng)今社會的實際用電需求，也實現(xiàn)了資源的有效節(jié)約和環(huán)境的良好保護(hù)。而在光伏發(fā)電技術(shù)的具體應(yīng)用過程中，分布式控制技術(shù)可以發(fā)揮出充分的作用與優(yōu)勢。通過分布式控制系統(tǒng)的合理應(yīng)用，可以對光伏發(fā)電系統(tǒng)中的各個機械設(shè)備進(jìn)行分布控制與實時處理。在此過程中，分布式控制系統(tǒng)可以根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的實際運行情況和運行需求來進(jìn)行各項設(shè)備參數(shù)的實時調(diào)整，同時也可以對系統(tǒng)中的設(shè)備運行異常情況做到實時監(jiān)測和告警，讓運維管理人員及時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的運行異常，并及時對其進(jìn)行處理，最大限度地避免光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)備故障，保障系統(tǒng)的良好穩(wěn)定運行。

參考文獻(xiàn)

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