杨凡
中国大唐宁夏分公司新能源事业部 宁夏省银川市 750000
摘要：在风电光伏联合系统建设中，做好光伏发电规划能够提升系统的发电运行水平。基于此，本文详细阐述了风电光伏联合系统中光伏发电部分整体发电结构、逆变器拓扑结构、主电路结构、逆变器输出控制的规划方法，实现了对联合系统光伏发电部分规划设计的深入分析，希望可以助力电力系统的优化建设。
关键词：光伏发电；发电规划；控制输出
引言：
光伏发电部分作为风电光伏联合系统中的一个重要部分，其与风力发电部分存在互补关系，能够保证系统发电、供电的稳定性，因此，应围绕光伏发电部分展开深入分析，并积极寻求更加科学、合理的光伏发电部分规划方案，使光伏发电设施得以高效、稳定运行，提升风电光伏联合系统的运行水平。
1整体发电结构规划
1.1集中式结构
在规划工作中，应先根据输出电压、系统功率需求，选择合适的光伏整体发电结构类型，使光伏阵列能够顺利发挥出其发电能效，强化光伏发电对联合系统中风力发电的互补能力，为后续的系统建设工作奠定良好的基础。其中，集中式结构是一种常用于功率等级较大光伏发电系统中的发电结构，其功率等级为兆瓦级，需要直流母线支撑运行，具有良好负荷承载能力，但在实际应用中，由于该类型结构的运作会受光伏阵列所限制，其的功率相较于其他结构类型稍低，而且不支持扩充，也不能容错，因此，通常只能在一些功率等级较大的光伏发电部分规划中应用。基于此，在实际规划中，由于集中式结构的应用频率相对较低，需要工作者酌情选用，以保证联合系统中光伏发电规划效果。
1.2其他结构
除了集中式结构以外，工作者还可以在光伏发电整体结构规划中应用串型结构、集成式结构、多重串型结构这三种结构，但由于这三种结构各自具备相应的优缺点，因此，在规划过程中，还需按照实际情况、需求予以选用。其中，多重串型结构属于一种集中式的发电结构，功率等级为兆瓦级、无需直流母线、可扩充、可容错、效率高、具备一定冗余能力，是这三种结构之中综合性能最佳的结构类型，在当前应用比较广泛。集成式结构则采用了模块化的设计，使其中间环节较少，因此，是这三种结构中光伏器件利用效率最高的发电结构类型，但其不容易扩展，且功率生产成本也相对较高。串型结构的性能水平则位于上述两种类型结构中间，其功率等级≤2kw、无需直流母线，但基本能够满足大部分光伏发电需求，建设成本也稍低。为此，在规划中，需要工作者按照此次风电光伏联合系统的建设需求，确立整体发电结构，提高光伏发电规划的准确性。
2逆变器拓扑结构规划
2.1从变压器角度考虑规划
如果从变压器角度上进行光伏逆变器拓扑结构规划，那么就有两种拓扑结构可供规划选用，即工频变压器型、高频变压器型、无变压器型。通常情况下，若此光伏发电系统无需电气隔离，且直流母线电压足够，工作者则可直接采用无变压器型的逆变器拓扑结构，以节约光伏发电部分的建设成本。当系统需要电气隔离时，就应选用工频变压器型或高频变压器型拓扑结构。但就目前来看，工频变压器相较于高频变压器，在质量、体积、价格上均不存在优势，因此，当前的联合系统光伏逆变器拓扑结构规划，通常倾向于选用高频变压器型的逆变器拓扑结构，以实现光伏发电机制内的升压、隔离。此外，在规划中，当工作者选用了无变压器型的逆变器拓扑结构，则需要注意考虑常见于这种结构中的漏电问题。而从本质上来说，该漏电问题主要是由于无电气隔离所形成的0.1nF~10nF对地寄生电容，引发的对地漏电，工作者只有通过在规划中去除光伏阵列接地，才能有效消除该项问题，因此，应在不强制要求接地的情况下，才可以将该结构应用到规划中。
2.2从功率角度考虑规划
在光伏发电规划中，如果从功率角度考虑逆变器拓扑结构设计，那么逆变器的拓扑结构就可以根据功率变换的级数分为两种类型，即单级类型、多级类型。其中，单级类型是一种可以采用一级能量变化，完成升压、降压、转化的逆变器拓扑结构，这种结构具有元件少、电路结构简单、高效、高可靠性等优势，能够极大地降低逆变器配置成本，因此，在联合系统的光伏发电规划中被广泛应用。但由于其结构简单，因此，其在功能上也比较简单，不能完成检测等高级功能。为此，当人们对光伏发电性能的要求更高时，工作者通常会选用多级拓扑结构类型，并利用其孤岛效应检测、预防等功能，提升联合系统的使用性能，达到更好的规划效果。
3主电路结构规划
3.1系统结构规划
在主电路规划设计中，光伏发电主电路结构应当由光伏阵列、Boosts升压电路、滤波电路、DSP控制器等部分组成。其中，光伏阵列作为光伏发电主电路结构中的核心部分，设计者需要根据实际需求，选用多个光伏模块，以串联的方式构建出该阵列，然后用Boosts升压电路将阵列所输出电能，转化为直流稳压电能，以便于后续的光伏电能处理、输出运行。一般来说，在实际的规划中，设计者可以在主电路结构中，设置变压器、储能环节等部分，使光伏发电机制能够支持并网、独立这两种工作模式，以便于更好地与风电发电机制进行协同作业，提升联合系统的性能水平。
3.2结构输出滤波参数计算
在主电路结构规划中，滤波参数是设计者需要明确的一个重要参数。在该参数的计算中，设计者应根据光伏发电机制运行模式，计算出相应的滤波参数，并将其标注在规划方案中。在此过程中，当光伏发电机制独立运行时，应按照LC滤波结构进行参数计算，若发电机制的运行模式为并网运行，那么则需根据LCL滤波结构计算滤波参数。在此过程中，设计者需要通过分析调制方式，来计算LC滤波结构下的滤波参数，并借助传递函数的幅频特性分析，得出LCL结构下的滤波参数，完成该项规划工作内容[1]。
4输出控制规划
4.1输出控制方式
在光伏发电机制中，控制逆变器输出的方式主要有两种，即电流控制、电压控制。在电流控制方式规划中，设计者通常会基于并网逆变器设计两个程序来完成控制，第一个程序为控制输出电流跟踪电网电压，第二个程序则为同时设定电流大小，这样基本就可以实现输出控制。在电压控制方式规划中，常见的应用技术为锁相技术，通过设计出该技术的应用环节，能够指导工作者通过先保持电网、输出电压的同步，再调整输出电压幅值、相位，实现电流控制，保证光伏发电机制的运行满足联合系统作业要求。但在此过程中，设计者应当注意，要在规划方案中标明，最终调节完毕的电流幅值、相位必须与电网一致，以降低电流调节过程中产生的并联环流，增强光伏发电机制的使用性能[2]。
4.2输出电流、电压控制
在具体的输出电流、电压控制策略规划中，考虑到逆变器输出的电压即为电网电压，因此，在规划中，应以电流控制规划为主，通过控制电流来达到电压控制的目的。在此过程中，设计者可以应用模拟技术或数字采样技术，得出逆变器输出电流值，然后按照测得的结果，取平均值或有效值作为控制依据，再将具体的控制过程，记录到规划方案中，以指导工作者进行前期的光伏发电机制输出电流、电压控制工作，确保光伏发电机制的运行效果能够达到联合系统建设工作的预期[3]。
结论：
综上所述，增强光伏发电规划效果，能够优化风电光伏联合系统的使用性能。在发电系统建设中，借助行之有效的光伏发电规划方案，可以塑造系统的逆变优势、保持发电结构运行的可靠性、降低主电路故障的几率、科学化发电运行参数，从而推动电力事业的建设发展。
参考文献：
[1]黄洁亭. 国际可再生能源发电项目招标机制分析[J]. 电力勘测设计,2020,(12):72-78.
[2]张国斌,张佳辉,郭瑞君. 基于自适应混沌粒子群算法的冷-热-电联供系统调度策略[J]. 现代电力,2020,37(06):551-558.
[3]郭苏,何意,蒋川. 风电-光伏-储热联合发电系统的多目标容量优化[J]. 太阳能学报,2020,41(11):359-368.