边防海岛可再生能源应用的研究

孙宏宇

摘 要 边防海岛能源供应关系到边防海岛建设，边防军人生活质量等问题。随着可再生能源的快速发展和微电网技术日渐成熟，在边防海岛有效利用丰富的太阳能、风能等可再生资源实现边防海岛的能源自给成为可能。文章综合分析传统光伏发电系统、智能控制光伏发电系统、可再生能源智能微电网系统三种能源应用形式，并进行对比，希望各边防海岛结合自身情况，找到适合的应用方式。

关键词 边防海岛；可再生能源；智能微电网

中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0113-02

随着化石能源日趋枯竭，当今世界范围内对节能、环保和可持续发展有了更加理智和长远的认识，世界各国无不大力强调发展新能源技术，特别是取之不尽，用之不竭的太阳能、风能等可再生资源的高新技术利用。

我国边防海岸线漫长，有大量的边防海岛，长期以来解决这些边防部队的供电问题，一直是总后基础建设的重点工作之一。采用传统柴油或汽油发电机组定时供电，不但成本较高，对环境产生一定污染，油料的保障及时也是不容忽视的问题。随着可再生能源的快速发展和微电网技术日渐成熟，在边防海岛有效利用丰富的太阳能、风能等可再生资源实现边防海岛的能源自给成为可能。在此背景下，制定和选择合理、高效的可再生能源应用计划成为重要的研究方向。

1 传统光伏发电系统

针对边防海岛自身特点，在原有柴油发电机组的基础上，增加光伏发电系统，共同承担发电任务。当有太阳时，逆变器将光伏发电系统所发的直流电逆变成正弦交流电，产生电流直接供给交流负载；在没有太阳时，负载用电全部由柴油机组

供给。

在光伏阵列中安装智能汇流箱和光伏巡检系统。智能汇流箱可以检测到接入汇流箱内的每一串光伏电池组串的电压、电流，并可以根据电压、电流参数对该电池组串状态进行智能判断，当出现短路故障等异常时自动切断该组串；当故障消失后自动恢复该组串的连接。

光伏巡检系统则是基于对光伏发电系统安全的考虑，通过智能汇流箱采集每串电池板的工作状态，再将采集信号汇总，传送给上位机。当一块太阳能电池板出现故障时，信号采集器自动检测出故障板所处位置，并将信息传送给上位机，上位机将错误信息显示在其监视器上。检修人员可根据上位机显示的信息，直接检修或更换故障电池板。另该系统具备的控制作用可实现远程对故障太阳能电池板实时自动断开功能，可对故障太阳能电池板进行处理，增强了光伏发电系统的安全稳定性。

该种对可再生能源的应用方式适用于在传统发电系统基础上增加少量设备，并配套监控系统，相对成本较低。缺点是自动化程度较低，没有从根本上解决边防海岛可再生能源供电问题。结构图如图1所示。

2 智能控制光伏发电系统

在传统光伏发电系统的基础上，增加智能控制柜和自发电系统，提升监控软件的管理功能，在充分分析光伏发电出力特性的基础上，增加了自动装卸载功能。该系统通过远程监控，对本地负载进行实时监测，并对短期负载的变化进行预测，通过实时控制光伏发电功率，使当前光伏发电功率与负载相匹配，从而保证光伏发电以比较稳定的功率供电，从而保证电网的安全。自发电系统软件界面如图2所示。

该系统还具有自动故障排除功能，在发现光伏发电系统运行出现故障时，对于一些小故障可以自动下达指令控制智能汇流箱切断该部分电路，确保光伏发电系统整体运行不受影响。该系统除根据负载情况自动调整限制光伏发电最大功率外，还可取消自动控制状态，人工手动对光伏发电功率进行限制，开启或关闭部分光伏发电机组。该种方式实现光伏发电系统的半自治运行，具备故障自恢复功能，提高了自动化、智能化水平。缺点是没有解决可再生能源最大化利用的问题，在限功率运行状态下浪费了部分电能。

3 可再生能源智能微电网系统

可再生能源智能微电网系统是集能源、负荷、能量管理系统为一体的独立微型智能发电配电系统，结构如图3所示。将太阳能、风能作为微电网内的分布式电源，组建储能系统，在微电网能量管理系统的管理下自动运行。

能量管理系统包括在线实时控制、发电预测、负荷预测、储能系统和供电可靠性管理等。可以实时获取微电网内各节点的运行参数，此外能量管理系统采用模拟人工智能，可替代操作人员控制整个微电网内的智能汇流箱、智能并网控制柜、并网逆变器、储能逆变器；并及时进行发电预测和负荷预测，做到知己知彼，可以根据发电趋势及储能系统荷电状况决定电能调度策略，实现自治运行、无人值守。

采用可再生能源智能微电网系统，自动化、智能化程度大大提高，对柴油发电机组的依赖大大降低，并消除了光伏发电浪费现象，可再生能源利用率得到有效提高。

4 结论

综上所述，上述三种可再生能源应用方式具备各自的优缺点，对比如下。

参考文献

[1]付永长，蔡皓.太阳能发电的现状及发展[J].农村电气化，2009（09）.

[2]李钢，赵静，姚振纪.智能微电网的控制策略研究综述[J].电工电气，2012（01）.

[3]张佳军.风光储微电网多电源协调控制策略研究[D].华北电力大学，2013.

[4]刘然.微电网运行控制策略研究[D].河南理工大学，2011.endprint

摘 要 边防海岛能源供应关系到边防海岛建设，边防军人生活质量等问题。随着可再生能源的快速发展和微电网技术日渐成熟，在边防海岛有效利用丰富的太阳能、风能等可再生资源实现边防海岛的能源自给成为可能。文章综合分析传统光伏发电系统、智能控制光伏发电系统、可再生能源智能微电网系统三种能源应用形式，并进行对比，希望各边防海岛结合自身情况，找到适合的应用方式。

关键词 边防海岛；可再生能源；智能微电网

中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0113-02

随着化石能源日趋枯竭，当今世界范围内对节能、环保和可持续发展有了更加理智和长远的认识，世界各国无不大力强调发展新能源技术，特别是取之不尽，用之不竭的太阳能、风能等可再生资源的高新技术利用。

我国边防海岸线漫长，有大量的边防海岛，长期以来解决这些边防部队的供电问题，一直是总后基础建设的重点工作之一。采用传统柴油或汽油发电机组定时供电，不但成本较高，对环境产生一定污染，油料的保障及时也是不容忽视的问题。随着可再生能源的快速发展和微电网技术日渐成熟，在边防海岛有效利用丰富的太阳能、风能等可再生资源实现边防海岛的能源自给成为可能。在此背景下，制定和选择合理、高效的可再生能源应用计划成为重要的研究方向。

1 传统光伏发电系统

针对边防海岛自身特点，在原有柴油发电机组的基础上，增加光伏发电系统，共同承担发电任务。当有太阳时，逆变器将光伏发电系统所发的直流电逆变成正弦交流电，产生电流直接供给交流负载；在没有太阳时，负载用电全部由柴油机组

供给。

在光伏阵列中安装智能汇流箱和光伏巡检系统。智能汇流箱可以检测到接入汇流箱内的每一串光伏电池组串的电压、电流，并可以根据电压、电流参数对该电池组串状态进行智能判断，当出现短路故障等异常时自动切断该组串；当故障消失后自动恢复该组串的连接。

光伏巡检系统则是基于对光伏发电系统安全的考虑，通过智能汇流箱采集每串电池板的工作状态，再将采集信号汇总，传送给上位机。当一块太阳能电池板出现故障时，信号采集器自动检测出故障板所处位置，并将信息传送给上位机，上位机将错误信息显示在其监视器上。检修人员可根据上位机显示的信息，直接检修或更换故障电池板。另该系统具备的控制作用可实现远程对故障太阳能电池板实时自动断开功能，可对故障太阳能电池板进行处理，增强了光伏发电系统的安全稳定性。

该种对可再生能源的应用方式适用于在传统发电系统基础上增加少量设备，并配套监控系统，相对成本较低。缺点是自动化程度较低，没有从根本上解决边防海岛可再生能源供电问题。结构图如图1所示。

2 智能控制光伏发电系统

在传统光伏发电系统的基础上，增加智能控制柜和自发电系统，提升监控软件的管理功能，在充分分析光伏发电出力特性的基础上，增加了自动装卸载功能。该系统通过远程监控，对本地负载进行实时监测，并对短期负载的变化进行预测，通过实时控制光伏发电功率，使当前光伏发电功率与负载相匹配，从而保证光伏发电以比较稳定的功率供电，从而保证电网的安全。自发电系统软件界面如图2所示。

该系统还具有自动故障排除功能，在发现光伏发电系统运行出现故障时，对于一些小故障可以自动下达指令控制智能汇流箱切断该部分电路，确保光伏发电系统整体运行不受影响。该系统除根据负载情况自动调整限制光伏发电最大功率外，还可取消自动控制状态，人工手动对光伏发电功率进行限制，开启或关闭部分光伏发电机组。该种方式实现光伏发电系统的半自治运行，具备故障自恢复功能，提高了自动化、智能化水平。缺点是没有解决可再生能源最大化利用的问题，在限功率运行状态下浪费了部分电能。

3 可再生能源智能微电网系统

可再生能源智能微电网系统是集能源、负荷、能量管理系统为一体的独立微型智能发电配电系统，结构如图3所示。将太阳能、风能作为微电网内的分布式电源，组建储能系统，在微电网能量管理系统的管理下自动运行。

能量管理系统包括在线实时控制、发电预测、负荷预测、储能系统和供电可靠性管理等。可以实时获取微电网内各节点的运行参数，此外能量管理系统采用模拟人工智能，可替代操作人员控制整个微电网内的智能汇流箱、智能并网控制柜、并网逆变器、储能逆变器；并及时进行发电预测和负荷预测，做到知己知彼，可以根据发电趋势及储能系统荷电状况决定电能调度策略，实现自治运行、无人值守。

采用可再生能源智能微电网系统，自动化、智能化程度大大提高，对柴油发电机组的依赖大大降低，并消除了光伏发电浪费现象，可再生能源利用率得到有效提高。

4 结论

综上所述，上述三种可再生能源应用方式具备各自的优缺点，对比如下。

参考文献

[1]付永长，蔡皓.太阳能发电的现状及发展[J].农村电气化，2009（09）.

[2]李钢，赵静，姚振纪.智能微电网的控制策略研究综述[J].电工电气，2012（01）.

[3]张佳军.风光储微电网多电源协调控制策略研究[D].华北电力大学，2013.

[4]刘然.微电网运行控制策略研究[D].河南理工大学，2011.endprint

摘 要 边防海岛能源供应关系到边防海岛建设，边防军人生活质量等问题。随着可再生能源的快速发展和微电网技术日渐成熟，在边防海岛有效利用丰富的太阳能、风能等可再生资源实现边防海岛的能源自给成为可能。文章综合分析传统光伏发电系统、智能控制光伏发电系统、可再生能源智能微电网系统三种能源应用形式，并进行对比，希望各边防海岛结合自身情况，找到适合的应用方式。

关键词 边防海岛；可再生能源；智能微电网

中图分类号：F426 文献标识码：A 文章编号：1671-7597（2014）14-0113-02

随着化石能源日趋枯竭，当今世界范围内对节能、环保和可持续发展有了更加理智和长远的认识，世界各国无不大力强调发展新能源技术，特别是取之不尽，用之不竭的太阳能、风能等可再生资源的高新技术利用。

我国边防海岸线漫长，有大量的边防海岛，长期以来解决这些边防部队的供电问题，一直是总后基础建设的重点工作之一。采用传统柴油或汽油发电机组定时供电，不但成本较高，对环境产生一定污染，油料的保障及时也是不容忽视的问题。随着可再生能源的快速发展和微电网技术日渐成熟，在边防海岛有效利用丰富的太阳能、风能等可再生资源实现边防海岛的能源自给成为可能。在此背景下，制定和选择合理、高效的可再生能源应用计划成为重要的研究方向。

1 传统光伏发电系统

针对边防海岛自身特点，在原有柴油发电机组的基础上，增加光伏发电系统，共同承担发电任务。当有太阳时，逆变器将光伏发电系统所发的直流电逆变成正弦交流电，产生电流直接供给交流负载；在没有太阳时，负载用电全部由柴油机组

供给。

在光伏阵列中安装智能汇流箱和光伏巡检系统。智能汇流箱可以检测到接入汇流箱内的每一串光伏电池组串的电压、电流，并可以根据电压、电流参数对该电池组串状态进行智能判断，当出现短路故障等异常时自动切断该组串；当故障消失后自动恢复该组串的连接。

光伏巡检系统则是基于对光伏发电系统安全的考虑，通过智能汇流箱采集每串电池板的工作状态，再将采集信号汇总，传送给上位机。当一块太阳能电池板出现故障时，信号采集器自动检测出故障板所处位置，并将信息传送给上位机，上位机将错误信息显示在其监视器上。检修人员可根据上位机显示的信息，直接检修或更换故障电池板。另该系统具备的控制作用可实现远程对故障太阳能电池板实时自动断开功能，可对故障太阳能电池板进行处理，增强了光伏发电系统的安全稳定性。

该种对可再生能源的应用方式适用于在传统发电系统基础上增加少量设备，并配套监控系统，相对成本较低。缺点是自动化程度较低，没有从根本上解决边防海岛可再生能源供电问题。结构图如图1所示。

2 智能控制光伏发电系统

在传统光伏发电系统的基础上，增加智能控制柜和自发电系统，提升监控软件的管理功能，在充分分析光伏发电出力特性的基础上，增加了自动装卸载功能。该系统通过远程监控，对本地负载进行实时监测，并对短期负载的变化进行预测，通过实时控制光伏发电功率，使当前光伏发电功率与负载相匹配，从而保证光伏发电以比较稳定的功率供电，从而保证电网的安全。自发电系统软件界面如图2所示。

该系统还具有自动故障排除功能，在发现光伏发电系统运行出现故障时，对于一些小故障可以自动下达指令控制智能汇流箱切断该部分电路，确保光伏发电系统整体运行不受影响。该系统除根据负载情况自动调整限制光伏发电最大功率外，还可取消自动控制状态，人工手动对光伏发电功率进行限制，开启或关闭部分光伏发电机组。该种方式实现光伏发电系统的半自治运行，具备故障自恢复功能，提高了自动化、智能化水平。缺点是没有解决可再生能源最大化利用的问题，在限功率运行状态下浪费了部分电能。

3 可再生能源智能微电网系统

可再生能源智能微电网系统是集能源、负荷、能量管理系统为一体的独立微型智能发电配电系统，结构如图3所示。将太阳能、风能作为微电网内的分布式电源，组建储能系统，在微电网能量管理系统的管理下自动运行。

能量管理系统包括在线实时控制、发电预测、负荷预测、储能系统和供电可靠性管理等。可以实时获取微电网内各节点的运行参数，此外能量管理系统采用模拟人工智能，可替代操作人员控制整个微电网内的智能汇流箱、智能并网控制柜、并网逆变器、储能逆变器；并及时进行发电预测和负荷预测，做到知己知彼，可以根据发电趋势及储能系统荷电状况决定电能调度策略，实现自治运行、无人值守。

采用可再生能源智能微电网系统，自动化、智能化程度大大提高，对柴油发电机组的依赖大大降低，并消除了光伏发电浪费现象，可再生能源利用率得到有效提高。

4 结论

综上所述，上述三种可再生能源应用方式具备各自的优缺点，对比如下。

参考文献

[1]付永长，蔡皓.太阳能发电的现状及发展[J].农村电气化，2009（09）.

[2]李钢，赵静，姚振纪.智能微电网的控制策略研究综述[J].电工电气，2012（01）.

[3]张佳军.风光储微电网多电源协调控制策略研究[D].华北电力大学，2013.

[4]刘然.微电网运行控制策略研究[D].河南理工大学，2011.endprint