光伏风电控制系统综述报告

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1、新能源控制系统综述报告摘要：新能源又称为非常规能源，是传统能源（如化石能源）之外的各种能源形式。这些刚开始被开发利用的或正在被积极研究、有待推广的新能源有比如太阳能、地热能、风能、海洋能、生物质能和核聚变能等。相对于传统化石能源，新能源污染少、储量大，同时，由于很多新能源分布均匀（如太阳能氢能海洋能等），对于解决由能源引发的战争也有着重要意义。作为将来控制工程领域的从业者，我们可以提前对新能源控制系统进行了解。1.新能源控制系统结构要了解新能源控制系统首先应该了解其结构。下面以光伏发电的控制系统为例加以介绍。太阳能独立光伏发电系统主要由太阳能电池阵列、控

2、制电路、蓄电池组和交流负载组成。当有光照的时候，光伏电池组件受到太阳光照产生电能，产生的能量通过DC／DC变换器给蓄电池组充电；在夜晚或市电电压不稳定的时候，储存在蓄电池组的能量就可以通过DC／AC逆变器供给交流负载工作。太阳能独立光伏发电控制系统结构框图如下：太阳能电池组件为系统提供能源，DSP主控芯片根据所采集的太阳能电池组件的输出电压、充电电流、蓄电池电压和环境温度、逆变器的输出电压和电流等信号，控制同步Buck、BoostDC／DC升压和逆变电路工作，实现对太阳能电池组件的最大功率点跟踪、蓄电池的分阶段充电、温度补偿、升压电路和三电平拓扑逆变电路

3、工作。2.新能源控制系统特点对于风力发电控制系统而言，当低于额定风速时，跟踪最大风能利用系数，以获得最大能量；高于额定风速时，跟踪最大功率，并保持输出功率稳定。新型光伏发电控制系统采用三电平拓扑电路结合二极管钳位技术，实现光伏发电系统的单相逆变，通过异步调制SPWM波使得输出电压在不同负荷特性下接近于正弦波，保证了逆变输出的电能质量。通过对风力发电与光伏发电两者的对比可以看到，新能源控制系统策略是实现输出电流的稳定和高效。3.新能源控制系统应用范围从长远来发展来说，新能源的经济效益与环境效益都将优于传统能源，随着光伏发电、风力发电等新能源技术的成熟与使用

4、规模的日益壮大，新能源发电对传统火电置换的节能减排效益将日益显著。对于中国东部沿海地区，特别是京津、长三角、珠三角地区，风力发电凭借其在雾霾治理方面的优势将会是替代传统火力发电的一个良好选择；而对于中国北部、西部、高原等日照充足地区，光伏发电也将有一席之地。当然对于新能源发电对生态也不是没有破坏，比如风力发电设备可能干扰鸟类迁徙，如美国堪萨斯州的松鸡在风车出现之后已渐渐消失。目前的解决方案是离岸发电，离岸发电成本较高但效率也低。风力发电需要大量土地兴建风力发电场，才可以生产比较多的能源。这也一定程度上对生态有所破坏。同时进行风力发电时，风力发电机还会发出

5、庞大的噪音。其机组维护产生的废油等也对生态有破坏性。像光伏发电，其在发电过程中对环境没有太大危害，但所使用的太阳能板在其生产过程中耗能严重且会产生大量污水，同时太阳能板寿命期短回收成本高，这也造成了其寿命期内收益连制造回收时产生的污染都无法抵消的窘境。4.新能源控制系统经济性特点就新能源技术的成本而言不可谓不高，就拿光伏来说，之前的一个调查中，发现运行一年期左右的组建中(考虑了设备的不确定因素)，51%的组件衰减在5%--10%之间，其中约30%的组件功率衰减超过10%，8%的衰减超过20%。因此其目前的前期投入与后期维护成本很高，很多地区是靠政策补贴才

6、能维持。可见新能源的技术还有待更深一步的发展。5.新能源控制系统技术发展趋势说到新能源控制系统技术就不得不说其功率预测的问题。目前中长期新能源功率预测不稳定，影响年度月度计划，其预测误差大，影响机组组合及备用留取，同时也影响调度安全。因此如果要在未来推广新能源那么在这一方面就必须有较大改进。参考文献：.基于DSP的太阳能独立光伏发电控制系统设计魏新华，段现星，王晓侃．风电发展影响因素及节能减排效益分析叶冬燕，王湘赞.SwitchedmodepowerconversionforalternativeenergyCHENGK．W．Eric