风能和光伏智能微电网并网分析

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摘要：光伏通过搭配风能等能源搭建成智能微电网，逐渐发展为一种趋势，相关研究人员通过实践分析验证，提出了在并网状态下更好均衡风能和光伏智能微电网能量管控办法，并在并网智能微电网系统设计过程中搭建了风光柴储智能电网系统，保证并网管理的有效性。因此， 相关研究人员认为，有必要对风能和光伏智能微电网并网设计展开深入研究，不断提高智能微电网能力管理能力。

关键词：风能；光伏；智能微电网；微电网并网 引言

在现代科学技术支持下，将分布式电能系统将引入微型电网之中成为可能，其是人类应对能源危机和全球变暖的重要手段之一。该电力系统发电的自维持特点和特有的配送电手段，可以提高供电连续性和可靠性，加大削峰填谷力度，提高电网运营的经济性。然而，美中不足的是风速和光照强度有其随机性和不稳定性，这就使得风光电源的输出不稳定，在一定程度上降低了电网对风光发电的容纳能力。因此，对于微电网而言，储能系统的精准配置是促成其高效能、可靠运行的基础。目前，微电网在解决分布式清洁能源大规模应用方面已有一定成效，但也存在既定困难，尤其是如何基于自然资源的护理配置， 来促成微电网容量及储能配置的双向优化，以契合负荷要求，是其未来设计规划中的重点问题。

1光伏发电技术与并网技术内容概述

社会的发展离不开电力的使用，电力作为一项重要的能源，是否平稳供应对人们日常生活及各行各业顺利运转有着巨大的影响。随着我国科学技术的飞速发展，光伏发电成为一种新型的发电方式，这种发电方式更加科学化与系统化，太阳能经过光电反应后产生电能，实际转换中需要借助光伏组件、逆变器等，后续介入电网负荷。并网技术通常使用两种方式进行分类，逆流与非逆流，集中与分布式。其中， 逆流并网使用太阳能光伏在电力充足情况下，剩余电力会进入公共电网，反之，则会变化为负载供电。无逆流并网性较强不会向公共电网供

电，内部设置防逆流设备，如果出现供电不足的状况可以随时进行补充。集中并网运作产生电力会被对应的电网运用，重视电力供应的协调性，多用于较大的光伏电站日常工作，与负荷点相距较远。分布式并网对输送的电能直接配置，剩余电力或者不足电力借助电网进行调整，多用于小型光伏发电站。

2微电网在智能电网中的作用

微电网属于局部的电力系统，通过局部操作控制会增加微电网连接数和网络分布情况，微电网并网运行的关键是控制技术的应用。从微电网功能服务模式看，可靠性较强，支持网络改造和安装，运行中具有较高的安全性，直接关系着供电质量问题；通过对资源的利用控制，大大提高了可再生能源所占的份额，尤其对于偏远的山区地带， 构建智能微电网降低了经济运输成本，并在能源占有足够份额的情况下加强对环境的保护，加快推动生态文明建设。当前，世界各地积极采用微电网，并在不断试验过程中加快对可再生资源发电的普及，整体的稳定性、保护性较高，相关设计人员根据微电网的可再生能源发电原理进行优化设计，构建了光伏阵列输出曲线图，并通过实验分析确保实际功率经由微电网设施输出，保证发电效率和质量，研究人员基于模型和实际数据对比分析光伏发电输出情况，将微电网中的不平衡假定为净进口，并经由平衡出口到电网。

3风能和光伏智能电网一体化设计方案 3.1运行设计

据相关资料，光伏发电有并网和离网两种类型，可以和公共电网互相联系的称作并网型，可以运行且不与电网互相联系的称作离网型。这种离网光伏发电通常用于偏远区域，并且这些偏远区域不能拥有公共电网，离网光伏发电对配备的储能装置要求较高。并网光伏发电与离网光伏发电相反，通常的建设位置周围会有公共电网配置， 这种系统正常运转依赖公共电网。并网光伏发电最显著的优势是将光能进行转化并入，可以将光伏电成功并入公共电网中，为公共电网供应较多电能，对储能装置要求较低。

3.2功率协制

早期的风光互补发电系统是将光伏发电系统和风力发电系统进行单一连接组合，在功率协调互补控制方面考虑较少，往往会导致光

伏发电和风力发电所产生的电能无法充分利用。在充分考虑能源利用的基础上，根据天气变化将自然条件分为有风、无风、有光、无光４ 种情况，利用最大功率跟踪技术，确保风力发电子系统、光伏发电子系统运行于最大功率跟踪（ＭＰＰＴ）状态，保证风能和光能的充分利用。同时，确保蓄电池用于负载功率跟踪（ＬＰＰＴ）状态，即用蓄电池连接双向Ｂｕｃｋ／Ｂｏｏｓｔ变换器并通过电压、电流双闭环维持高压直流母线电压稳定，做到对风力、光伏发电输出功率的“多吸少补”，进而实现对各系统间功率的协制。文中提出的风光互补发电控制策略中光伏发电系统、风力发电系统、蓄电池的工作状态。

3.3储能系统设计

系统性能的优化直接关系着系统整体运行状态，设计人员从系统灵活性和多样性角度出发，深化智能并网系统设计，最大程度上提高系统联合运行性能，保证系统运行的协调性，更好地提高风能和光伏智能微电网系统在实际应用中的可行性和适应性。在本系统设计中， 设计人员将铁锂电池作为智能微电网运行的主电源，保证系统运行频率；在能量储能模块中，将超级电容作为功率型储能，加强对系统外部故障问题的优化，进而实现了并网和离网之间的转换，发挥了外部电网母线电压作用，优化了风能和光伏智能微电网运行状态。

3.4光伏组件设计

对数据仔细分析考察控制成本和优化效率，根据项目具体情况和需求，对并网系统进行设计，出于避免光伏组件遮挡的目的，设计方阵时需要统计相邻两个方阵间最小距离。实例写字楼顶部是水平结构，方阵需要朝向正南，选择固定支架安装，在计算最优角度后，将其倾斜角度设定为 40°。这些光伏组件最大辐射数值是 1830kWh，计算时设定最优距离，最终得到的组件数值是 1750mm，最优倾斜角度是 40°。在分析周围环境后，发现并没有大型的物体遮挡，按照最小间距方法运算，将相邻两个方阵距离设定 3.6m。按照写字楼的具体需求，将光伏阵区域分成四个，光伏安装面积 350m2，考虑这四个区域实际宽度和最小距

离，在前三个区域中安装 4×28 组件方阵，最后一个区域安装为 4×35 光伏组件。这种方式可以增加配比的科学性，减少期间逆变运转造成的损失。在设计项目时，选取组串类型的逆变设计，并且前三个区域光伏方阵一致，将装机容量设置为 36.15kWh， 再选取 15 个小型逆变器，最后一个区域设置 46.4kWh 的装机容量， 选取 10 个并网逆变器。

结束语

上述研究基于智能电网下分布式电源并网容量配置优化问题，分析了两种并网型微电网的商业运营模式，从而提出一种综合能量调度策略，完成了目标函数的建模与计算，最终建立了配电网容量配置的数据模型。最后以江苏某岛的风光资源数据进行仿真分析，通过分析结果验证了上述风光储容量配置方法的可行性和有效性，可在实践应用中明显提高社会效益。

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