光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的仿真研究范文

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光伏發(fā)電補(bǔ)充能源的應(yīng)用主要是指，在電網(wǎng)運(yùn)行的過程中向代替能源過渡，并在能源主導(dǎo)地位分析的過程中實(shí)現(xiàn)其必然性的發(fā)展趨勢(shì)。然而，在光伏發(fā)電電網(wǎng)系統(tǒng)分析的過程中，電網(wǎng)系統(tǒng)中電壓不穩(wěn)定的現(xiàn)象是阻礙性的問題形式，因此，會(huì)為整個(gè)電力仿真事業(yè)的建立造成嚴(yán)重性的影響。在一些小容量電網(wǎng)應(yīng)用的過程中，會(huì)出現(xiàn)電能不充足儲(chǔ)能的相關(guān)情況，從而發(fā)生電壓波嚴(yán)重畸形的現(xiàn)象。因此，在波動(dòng)估算的過程中應(yīng)該實(shí)現(xiàn)其準(zhǔn)確性，從而在根本意義上實(shí)現(xiàn)并電網(wǎng)系統(tǒng)的合理性建立。

一、光伏發(fā)電系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu)

通過對(duì)負(fù)載電源以及電力系統(tǒng)的分析可以發(fā)現(xiàn)，并網(wǎng)情況存在著一定的差異性，可以將太陽能光伏系統(tǒng)分為多種系統(tǒng)形式，可以將其分為獨(dú)立系統(tǒng)以及并網(wǎng)體統(tǒng)等。對(duì)于獨(dú)立性光伏電力系統(tǒng)而言，是與常規(guī)性電力系統(tǒng)相連接的內(nèi)容而進(jìn)行獨(dú)立性的系統(tǒng)運(yùn)行。在一般情況下由光伏電池點(diǎn)陣、直流轉(zhuǎn)換器以及儲(chǔ)能裝置等部分組成，這種裝置在遠(yuǎn)離電網(wǎng)的偏遠(yuǎn)地區(qū)使用較為廣泛。

而對(duì)于并網(wǎng)光伏電力系統(tǒng)而言，主要是將并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)與電力系統(tǒng)進(jìn)行緊密性的連接。在光伏列陣系統(tǒng)建立的過程中，應(yīng)該將太陽光照轉(zhuǎn)換為直流電，并電網(wǎng)光伏電力系統(tǒng)會(huì)將這些直流電轉(zhuǎn)換為符合性的電網(wǎng)交流電，優(yōu)化電網(wǎng)的連接。在一般情況下是由太陽能電池陣列、直流變換器以及相同不控制能等部分組成，在現(xiàn)階段并電網(wǎng)光伏系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，主要保護(hù)著朝屋頂光伏系統(tǒng)以及電站光伏系統(tǒng)這兩種產(chǎn)業(yè)。其中對(duì)于覆蓋建筑而言，給空調(diào)以及照明設(shè)備提供光伏系統(tǒng)的最主要特點(diǎn)是輸出的功率以及峰值的負(fù)載力較為吻合。為了保證光伏組件可以更好地與建筑事業(yè)充分的結(jié)合，從而在根本意義上實(shí)現(xiàn)光伏建筑的一體化，在光伏屋頂設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)該將其延伸到光伏幕墻或是光伏屋檐，主要是為了提高并網(wǎng)光伏電站的合理化應(yīng)用。

二、光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的仿真研究

（一）并電網(wǎng)系統(tǒng)中仿真模型的研究PSCAD以及EMTDC是現(xiàn)階段光伏電力系統(tǒng)仿真分析中使用最廣泛的軟件類型，其主要的功能是進(jìn)行電力系統(tǒng)的時(shí)域性以及頻域計(jì)算仿真分析，典型的應(yīng)用主要是由于計(jì)算機(jī)電力系統(tǒng)遭受到信息的擾動(dòng)以及參數(shù)的變化。而且，PSCAD以及EMTDC還可以被應(yīng)用于高壓直流輸電以及FACTS控制器的設(shè)計(jì)過程中，從而實(shí)現(xiàn)仿真模型的構(gòu)建。與此同時(shí)，在PSCAD以及EMTDC系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，存在著一種強(qiáng)大的自定義功能，相關(guān)用戶可以根據(jù)自己的創(chuàng)建需求，進(jìn)行特定性的系統(tǒng)裝置的建立。文章通過對(duì)PSCAD以及EMTDC電磁暫態(tài)仿真軟件的建立，構(gòu)建了光伏電源配電系統(tǒng)的仿真模型，如圖1所示。在該模型中，光伏電源等效為恒功率模型，實(shí)現(xiàn)一個(gè)三相交流的電流源。

（二）光伏電網(wǎng)仿真系統(tǒng)的保護(hù)策略在光伏系統(tǒng)應(yīng)用的過程中，電源的上游饋線發(fā)生永久性的故障時(shí)，應(yīng)該斷開線路兩側(cè)，從而及時(shí)對(duì)故障問題進(jìn)行切除。但是，在光伏電源提供的故障電源會(huì)導(dǎo)致上游的電流不能快速運(yùn)作，并不能及時(shí)將故障隔離，所以，需要在上游線路中加設(shè)保護(hù)性的裝置，主要是為了防止相關(guān)元件出現(xiàn)保護(hù)性的錯(cuò)誤。當(dāng)光伏電源的下游饋線出現(xiàn)永久性饋線故障時(shí)，光伏電源中的輔助性作用會(huì)擴(kuò)大至下游線路中的保護(hù)范圍中，從而失去永久性的選擇。當(dāng)故障出現(xiàn)時(shí)，應(yīng)該將光伏點(diǎn)銅梁的變化作為基本依據(jù)，根據(jù)光伏電源中的注入量對(duì)保護(hù)電流進(jìn)行合理性的調(diào)整，從而為整個(gè)電力系統(tǒng)的正常運(yùn)行提供充分性的保證。最后，當(dāng)其余的饋線系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，上游的定時(shí)限過電流保護(hù)會(huì)發(fā)生光伏電源所提供的電流故障性操作，因此，在這設(shè)計(jì)的過程中應(yīng)該加裝方向性的系統(tǒng)裝置，從而避免錯(cuò)誤系統(tǒng)內(nèi)容的發(fā)生。所以，在光伏電網(wǎng)的建立過程中，應(yīng)該充分滿足電網(wǎng)的保護(hù)需求，在根本意義上實(shí)現(xiàn)電流容量的保護(hù)，從而為電力事業(yè)的運(yùn)行及發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

三、結(jié)束語

在現(xiàn)階段光伏發(fā)電系統(tǒng)建立的過程中，人們對(duì)電力系統(tǒng)供電的質(zhì)量及安全性有了更高的要求，通過對(duì)光伏電網(wǎng)系統(tǒng)的研究，可以為整個(gè)技術(shù)的優(yōu)化提供充分性的保證。在光伏電網(wǎng)電力系統(tǒng)運(yùn)行的過程中，具有間歇性、周期性以及隨機(jī)波動(dòng)的特點(diǎn)，這對(duì)其可靠性的運(yùn)行產(chǎn)生了較為嚴(yán)重性的影響。在現(xiàn)階段電網(wǎng)技術(shù)優(yōu)化過程中，應(yīng)該通過對(duì)電網(wǎng)內(nèi)容的合理性規(guī)劃，制定出可靠性的技術(shù)優(yōu)化內(nèi)容，從而為整個(gè)電力事業(yè)的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

作者：張曉娟 單位：西京學(xué)院控制工程學(xué)院