分布式控制在光伏发电技术中的应用

阮善斌

摘要：能源开发与合理运用是国家发展的重要内容，但是能源开发也出现诸多环境问题，而这些环境问题则加剧现有环境污染的程度。在当今的新能源发电技术中，分布式光伏发电技术属于一种新型技术，该技术不仅可以弥补传统光伏发电的技术问题，同时也更加节能环保。而在该技术的具体应用中，分布式控制是一项重要内容。基于此，本文就对光伏发电技术中的分布式控制技术应用进行分析，以此来为光伏发电技术的应用与发展提供参考。

关键词：分布式控制;光伏发电技术;应用

1在光伏发电技术中应用分布式控制的必要性

①光伏发电系统的缺陷。光伏发电技术是将太阳能转化成电能的一种发电技术，它主要是利用半导体界面的光生伏特效应。目前光伏发电系统主要有几种形式：独立太阳能光伏发电系统、并网太阳能光伏发电系统和分布式太阳能光伏发电系统。这几种形式在一定程度上都具有一些缺陷。首先，独立光伏发电系统是不需要连接电网的一种独立运行的发电系统，常常都在边缘地区建设，主要的运作方式是在蓄电池里储存白天产生的电能，然后晚上进行使用。但是在整个过程中，独立光伏发电系统供电都不太稳定从而需要一个普通电站的辅助，但是这样一来，就大大增加了独立光伏发电系统的成本。虽然并网光伏发电系统与独立发电系统相比较，可以连接电网，不需要蓄电池，成本较低。但是其在实际使用过程中仍旧具有一定的局限性，而分布式光伏发电系统在这些方面具有非常大的优势。②分布式控制系统的优势。分布式光伏发电作为一种新型的太阳能发电系统，在使用上具有非常强大的优势。首先，从安装上来说，分布式光伏发电系统适合的安装范围比较广，在安装时选择自家屋顶或者户外空间场地都是可行的，而且安装也比较安全、方便快捷，占用空间小、具有非常显著的环境效益。而且，分布式光伏发电其实是一种节能环保的发电项目，符合政府的号召，自然会受到政府的大力支持，发展前景良好。再者，分布式电站是符合社会市场需要的，具有较高的市场效益。由于售电主体多元化以及新电改的影响，分布式光伏在将来有很大可能实现网内网外能源的互联互通，促进售电平台的转型。另外，分布式发电系统是属于节能环保模式的，使用太阳能与风能发电，具有非常高的环境效益。而且近年来，分布式太阳能光伏发电已经具备了一定的群众基础，越来越受欢迎，那么其推广市场就比较广阔。

2光伏发电技术中的分布式控制系统应用思路

2.1基本方案和拓扑结构

分布式控制在光伏发电技术中的应用方式多样，本次研究拟建立整套工作方案，利用能够紧密关联的递进式工作系统，确保其控制效果。基本方案为利用传感器做数据收集，通过计算机进行数据分析和判断，下达后续指令，通信方式均取有线方式，方案的核心步骤为计算机对数据的判别。拓扑结构上，包括分布式监控设备、计算机控制中心、通信系统以及附属系统。分布式监控设备均具有自动化工作能力，以传感器作为核心，对光伏发电系统的各类目标进行实时监测，包括电池板、逆变器、控制器等。计算机控制中心负责统计和分析数据，并对核心数据进行保存。通信系统负责信息传递，附属系统含报警器、信号转换器、应急处理器等等，均属于系统的执行部分。

2.2工作流程

分布式控制流程如下：采集信息———有线传输———数据辨识———发布命令———处理。光伏发电系统没有异常或需对参数予以修改、具有安全问题，均需经由数据辨识与执行构件实施。就以XX區域的光伏发电系统而言，每天早、中、晚等各时段均应对电池板角度适当变动，从而获得更多光能，确保光电转化效果。实践期间，可对各时段电池板倾斜角予以计算，把其录入计算机作为默认程序，系统运行时采集时钟信息，及时传输至计算机，在核准后通过有线通信模式把命令传输至执行结构，从而对太阳能电池板仰角自动调节，此模式还能在问题处理、异常报警等方面运用。

3分布式控制在光伏发电技术中的应用

3.1分布式控制系统核心技术的应用

在分布式控制系统中，核心技术主要包括智能技术、传感器技术以及有线通信技术等。其中，智能技术主要包括计算机以及机器训练等的技术，传感器等的这些技术需要借助于集成设备以及第三方服务来进行获取。在分布式控制系统的具体应用中，通信系统合理选择是系统效用的展示要点。就光伏发电系统而言，有线通信和无线通信技术都可以应用，但是通过相关的试验与研究发现，相比较无线通信技术而言，有线通信技术对于电磁干扰有着更好的抵抗能力，可以让信号得到更好的传输。另外，借助于CAN总线技术，也可以有效保障各个智能监控器信息传输的有效性，避免信号之间产生相互影响的情况，以此来有效保障各种运行参数以及控制指令的传输效果，确保整个光伏发电系统的安全稳定运行。

3.2实时处理

研究可知集散控制不仅对网络技术进行融合，同时也将自控以及通信等技术融入到系统中，所在进行光伏发电的过程中应该关注到集散控制以及实时处理的技术要素，将发电实践中进行拓扑学的拆分，更加明确需要控制的技术环节以实现各个环节的控制工作。例如光伏发电系统分为组件以及逆变器等方面的结构，需要做好这几方面的控制要点，重点对变压设备以及能源储存设备的实时控制。这样可以获得不同设备的工作状态，立足智能化提高监控器的配置效果。此外，技术人员也可以通过串联方式对组件进行智能化的控制与技术检测，通过CAN总线和通信线路进行连接，能够将监控器实施自主化的运行控制。立足实时处理可以在发现数据采集异常或者是系统需要进行默认程序的过程中进行计算机指令的发布。这样能实施自动化运行，对要点数据进行有效的匹配，从而提高系统控制的实际效果。

3.3机器训练

机器训练结果对光伏发电系统弄分布式控制效果具备直观影响，就以故障处理来看，在光伏发电系统具有异常时，系统内电流、温度等参数将发生变化，对此类信息捕捉能视为机器训练、故障分析的基础。

结语

综上所述，随着当今新能源技术的不断发展，光伏发电技术在我国已经实现了越来越广泛的应用。随着光伏发电技术的应用，传统的火力发电技术开始逐渐被取代，这样不仅有效满足了当今社会的实际用电需求，也实现了资源的有效节约和环境的良好保护。而在光伏发电技术的具体应用过程中，分布式控制技术可以发挥出充分的作用与优势。通过分布式控制系统的合理应用，可以对光伏发电系统中的各个机械设备进行分布控制与实时处理。在此过程中，分布式控制系统可以根据光伏发电系统的实际运行情况和运行需求来进行各项设备参数的实时调整，同时也可以对系统中的设备运行异常情况做到实时监测和告警，让运维管理人员及时发现系统的运行异常，并及时对其进行处理，最大限度地避免光伏发电系统的设备故障，保障系统的良好稳定运行。

参考文献

[1]张仲文.分布式光伏监控系统关键技术研究及标准应用[J].自动化应用，2018（04）：106-107.

[2]董博.浅谈分布式光伏发电系统孤岛检测技术的研究[J].科技风，2018，No.347（15）：187.