光伏电源在变电站站用电源系统中的应用研究

摘要：本文以变电站交直流电源改造建造基础上提出的，针对目前站用电源的重要性及两层化开展，提出了经过绿色动力光伏的继续性供电作为站用电源的可靠电力供应，进步电源供电的可靠性，保证站内设备的正常运转，经过站点的实际运用，也取得了显着的改善效果。

关键词：变电站；站用电源；光伏电源

1、引言

面临煤、石油等不可再生动力的日趋削减，太阳能等可再生资源的高度运用已成为世界各国首要的研究方向，光伏修建一体化，是运用太阳能发电的一种新概念，简略地讲就是将太阳能光伏发电方阵设备在修建的围护结构外外表来供给电力。依据光伏方阵与修建结合的方法不同，光伏修建一体化可分为两大类：一类是光伏方阵与修建的结合。另一类是光伏方阵与修建的集成。以河源站为例该站建在市中心，占地面积运用紧张，变电站站内开阔，修建物无遮挡，光伏修建一体化十分合适变电站[1]。

小型光伏电网可以增强电网综合服务的能力，推进主动式配电网的开展，完成动力优化配置，进步用电功率，促进节能减排，保证用户用电的可靠、低碳和经济。在变电站站用电体系中引进小型光伏体系，可以很好的促进变电站站用电体系的安全和节能，本章将结合站用电体系的特点，提出适用于河源站站用变电源体系的小型光伏体系。

2、光伏电源的优点

（1）、绿色动力。太阳能光伏修建一体化产生的是绿色动力，是运用太阳能发电，不会污染环境。太阳能是最清洁并且是免费的，开发运用过程中不会产生任何生态方面的副效果。它又是一种再生动力，取之不尽，用之不竭。

（2）、不占用土地。光伏阵列一般设备在搁置的屋顶或外墙上，无需额外占用土地，这关于土地昂贵的城市修建特别重要；站用电负荷过重时，可以为站用变电源体系分担负荷[2]。

（3）、起到修建节能效果。光伏阵列吸收太阳能转化为电能，大大降低了室外综合温度，削减了墙体得热和室内空调冷负荷，所以也可以起到修建节能效果。因而，开展太阳能光伏修建一体化，可以“节能减排”。

3站用变小型光伏电网体系的规划

3.1小型光伏电网体系电气主接线规划

光伏体系由以下三部分组成：太阳电池组件，充、放电操控器、逆变器、测试仪表和计算机监控等电力电子设备和蓄电池或其它蓄能和辅助发电设备。本文规划的设备是以DSP28335和STM32为核心操控器的小型光伏并网体系。流程图如图1所示，设备经过单晶硅太阳能板获取光能，在DSP28335和STM32的操控下，使太阳能板完成太阳能光线自动盯梢、最大功率点输出，尽可能获取更多的能量，并对光伏板输出电压的波形、幅值、频率进行处理，使电能质量更好[3-4]。电能在供给负载的一同，DSP28335不断检测输出电压、电流，在太阳能供能充裕时将剩余的能量用于对蓄电池充电；在太阳能供能缺乏时，由蓄电池弥补电能使负载正常运转。

图
3-1 站用变小型光伏电网体系电气主接线原理图

光伏发电体系，逆变后接入 380V 微电网沟通母线。光伏发电体系按最大功率盯梢模式作业，当光伏发电量小于负荷用电量时，与储能体系和站用电一同一起给负荷供电；当光伏发电量大于用电量，给储能设备充电。

3.2光伏电池模型

建
立光伏电池的数学模型，设定标准条件，参阅光强下的短路电流改动温度系数，参阅光强下开路电压改动温度系数，在Simulink仿真环境下，结构如图3-2所示的光伏电池仿真模型。其中S表明实际光照强度(M/m2)，T表明实际电池温度(℃)。UPV表明光伏电池作业电压(V)， IPV表明对应的光伏电池输出电流(A)，发动仿真，得到光伏电池的输出特性I-U、P-U随电池温度T的改动曲线如图3-3所示[5]。

 

图3-2 光伏电池Simulink仿真模型

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

图3-3 相同光照不同温度下的I-U、P-U曲线

3.3光伏电池的MPPT操控方法的仿真

太阳能电池板输出的电压与电流是非线性关系，并且外界温度、光照强度等要素也改动其作业曲线，为了进步太阳能体系的功率并充分地运用太阳能电池，需求一操控体系使其作业在最大作业点。为了充分地运用太阳能电池，设备运用了最大功率点盯梢技能，操控芯片运用MPPT操控，使功率调节器的直流作业电压在每隔一定时刻稍微变动，然后测量此时的太阳能电池的输出功率与前一次进行比较，就可以重复进行比较把功率调节器的直流电压操控成 使太阳能电池的输出电力一直很大。图3-4为光伏电池MPPT操控的总体框图。设定标准条件，图3-5为光伏电池MPPT仿真波形图，步长取为0.001[6]。

 图
3-4 光伏电池MPPT操控的总体框图

 

图3-5 MPPT仿真波形

光伏电源独立于站用电源体系之外，引进分布式的光伏电源，合理优化站用电负荷，可以有效进步了变电站经济效益，进而完成站用电体系安全运转和节能降耗的目标。

4、结论

变电站站用电体系可以为各类运转设备以及照明供给电力，站用电的安稳直接影响着变电站的安全运转。建造一套光伏站用变体系，除了节能、减排的意义外，还可以在传统站用电体系产生毛病后，太阳能光伏发电体系不但可以继续保持变电站各种设备正常运转，仍然能继续地为变电站重要负荷供给长时刻的电力供应，为站内人员的抢修及生产用电供给保证。本章节对站用变引进光伏发电体系的接线图进行了规划，并凭借Matlab的Simulink仿真环境，验证了计划的的可行性，具有指导意义。