分布式发电与智能电网系统

随着我国工业化进程加快与经济的高速发展，电力的支撑作用显得尤为重要。电网的改造也不是一蹴而就的，新能源发电应运而生，但是新能源发电存在不稳定的缺点，将分布式发电与智能电网系统接入大电网更可靠。一些地区在用电高峰期存在电网过度负荷的情况，系统中加入蓄电池可在高峰期投入使用，减缓电网压力。蓄电池的加入也使得太阳能电池板所发出的电能完全被利用。本系统采用labVIEW编程，投入使用后完全实现自动化，无需管理。

本系统创新点在于新能源发电，基于laVIEW程序控制的全自动化电网，能源得到高效利用。系统规模可大可小，小到个体用户，大到一个城市。

上图是系统框图，系统有五种运行方式，全部由程序控制继电器来实现转化。

1光照充足时，闭合继电器8、7、5、3、2（常闭）、1，光伏给蓄电池充电且给负荷供电，电网也给负荷供电。

2光照不足时，闭合继电器8、7、6、3、2（常闭），光伏给负荷供电，电网给负荷供电且给蓄电池充电。

3光照不足时，闭合继电器8、1、5、2（常开），光伏给蓄电池充电，电网给所有负荷供电。

4晚上，继电器4、1、2（常闭），蓄电池给负荷供电，电网给负荷供电。当用电紧张时，继电器1断开，2（常开）闭合，蓄电池给所有负荷供电（不能长时间供电）。

5当有连续阴雨天时，白天继电器6、1、2（常开）闭合，电网给所有负荷供电的同时也给蓄电池充电。晚上用电高峰期时，继电器1断开，闭合4、2（常开）、2（常闭），蓄电池给所有负荷供电。

由于光伏输出端和蓄电池输入输出端都有功率、电压、电流监测点，所有上述运行方式都是通过系统中的laVIEW程序自行调节。下图为系统模型的工作状态。

该系统具有以下特点：

1可靠：采用分布式发电，且与电网并联，在遇到突发情况下不至于造成断电。系统中的蓄电池可在晚上（晚上光伏发电失效）用电高峰期投入使用，缓解大电网的压力。

2安全：整個系统基本采用低电压直流传输，且有多个继电器来控制整个系统的运行，当遇到短路或其他情况时可以迅速做出反应。

3经济环保：“自产自销”避免了远距离输送造成的损失，采用太阳能发电不消耗其它不可再生能源，不产生“三废”，实现可持续发展。低电压传输也大大减少了绝缘设备的投入。

4高效：系统采用光伏逆变，效率可达98%以上。短距离直流传输也使得损耗大大减小。系统还接入蓄电池，可将电能进行储存，完全将太阳能所发出的电能利用。

5智能：系统一旦运行，内部程序都可以自行运作。无需人员监控，只需定期对蓄电池进行维护。

6现代电网中，负荷波动对电网的影响很大。冲击负荷由于自身的随机性、间歇性和大负荷性，其接入电网时，产生的过载、谐波、电压等问题，会给电能质量构成威胁。我们采用分布式发电，可以作为一个单独的供求系统，不会对电网产生影响。

该设计已在第四届全国虚拟仪器设计大赛中获奖。

作者简介：熊姗霞（1988.6-），女，汉族，湖北武汉人，工学硕士，讲师，研究方向：自控设备及电气工程。