风能光伏发电系统中的并网控制研究

风能光伏发电系统中的并网控制研究
近年来，随着全球环境问题的日益严重，尤其是气候变化问题的引起，各国政
府和企业对可再生能源的利用越来越受到重视。

风电和光伏发电作为最常见的两种可再生能源形式，其系统的并网控制成为了当前的研究热点之一。

一、风能光伏发电系统
首先，我们来简单介绍一下风能和光伏发电系统。

风能发电系统是一种通过风
动机将风能转换成电能的系统，主要由风轮组件、发电机组件、电力调节器、倾斜装置、安全保护装置和配电系统等组成。

光伏发电系统则是一种采用太阳能转化为电能的系统，主要由太阳能电池组件、逆变器、变压器和配电系统等组成。

风能和光伏发电系统都是直流发电，而现代电网是交流电，因此需要将系统的
直流输出转换成交流输出并注入电网。

这就需要进行并网控制。

二、并网控制的意义
并网控制是指将新能源发电系统的电能真正注入电网的过程。

由于新能源发电
系统的输出电能与电网上的电能一样，都是交流电，因此并网控制就是将新能源系统输出的交流电通过逆变器等设备转换成电网所需要的电能并注入电网。

并网控制的意义主要有以下几点：
1、优化能源利用效率：实现新能源系统发电的同时，同时配合电网系统实现
并网稳定。

2、保证电网的质量：通过并网控制使得电网运行平稳，稳定，安全可靠。

3、保证对环境的良好效果：通过并网控制可以更好地控制电网上的能量流向，从而降低污染。

三、并网控制的方法
并网控制的方法具有一定的复杂性，由分布式控制系统控制。

在风能光伏并网
控制过程中，系统需要实现的主要功能包括功率控制、电压控制、频率控制等。

具体方法包括：
1、功率控制
功率控制是实现风能和光伏发电系统并网的关键方法之一。

其实现原理是保证
系统的发电功率始终维持在一定的范围内，既不要过度集中也不要过于分散，保证系统的输出和电网的需求相匹配。

目前，功率控制的主要方法主要有MPPT算法。

2、电压控制
电压控制是为了保证风能和光伏发电系统与电网的连接始终处于合适的状态，
防止电网的电压出现过高或过低。

在操作过程中，一方面要保持D-Q坐标系变量
的稳定，另一方面要保持DG系统平衡。

3、频率控制
频率控制是为了保证电网的频率始终处于稳定的状态。

因为风能和光伏发电系
统是离散型的，因此无法保证它们的输出频率始终与电网保持一致。

在实践中，系统需要进行频率控制，以确保频率始终维持在合适的范围内。

四、并网控制面临的挑战
虽然并网控制是许多新能源发电设备必需的控制手段，但实际应用中也面临着
一些挑战。

目前主要包括以下几点：
1、风能光伏发电系统与电网的协调：因为电网的规模和风能光伏发电系统相
比要大得多，因此在协调电网和风能光伏发电系统时我们需要考虑到电网的可靠性和稳定性。

2、电压和频率控制的实现：由于风能和光伏发电系统的功率波动较大，因此
对其实现电压和频率控制也提出了更高的要求。

3、通信与控制技术的提高：新能源发电领域正在飞速发展，因此在系统的控制和通信技术方面也需要不断提高。

总之，风能光伏发电系统的并网控制研究是非常重要的，其涉及许多自动化技术和控制技术，需要对各种技术知识有足够的掌握。

未来将面临新的挑战与机遇，只有在不断拓展技术应用和探索新方法的基础上才能更好地满足我国及全球能源发展的需求。