[00110448]光伏微电网运行优化控制关键技术研究及示范应用

　　太阳能是当今世界上最主要的可再生能源之一，截至2016年底，中国光伏发电装机容量已达31GW，领跑世界第一。大力开发利用太阳能是加快中国能源结构调整、促进中国生态文明建设、改善人民群众生活环境质量的重要举措。分布式光伏被认为是未来光伏发电技术推广和普及的主要形式，但由于目前分布式光伏微电网运行中逆变器转换效率低，控制系统策略不够协调，不能使直流微电网与大电网有机地结合，光伏并网电流和直流电压二次功率扰动较大。现有技术难以实现，必须创新传统光伏微电网运行技术，增强光伏微电网系统抗扰能力，实现直流微电网的能量协调控制，提高光伏系统的转换效率和并网电能质量。

　　1.原创发明了光伏直流微电网能量协调控制方法，形成主从并联法和母线电压下垂法相结合的控制策略，实现光伏系统的均流输出，使直流微电网与大电网有机地结合，保证系统的可靠运行同时，有效地减少能量损失，节约能耗。

　　2.创建了集成型直流微电网控制接口技术，实现了微电网均流控制。该接口技术能够同时连接直流母线与直流微电网的各单元，利用各单元的输出电流改变各单元的等效输出电阻。该控制手段完全在本地实现，无需通信，保证了微电网的可靠运行。

　　3.集成创新发明了光伏并网电流和直流电压二次纹波抑制控制系统，解决了目前PI控制器的输入误差提取的不合理性。它包括光伏阵列、PI控制器、并网电流控制器、二次纹波控制器和光伏并网逆变器。结合该发明的控制方法，能有效地消除光伏并网电流中的二次功率扰动，实现直流侧电压中的二次纹波分量的有效抑制和并网电流质量的大幅度提高，而且所需直流滤波电容大大减小，并由此使得系统体积减小，光伏逆变器成本大幅降低。

　　4.率先设计出了基于准比例谐振控制的并网电流内环控制器和基于自抗扰控制的直流电压外环控制器的双闭环控制系统，实现直流微电网的能量协调控制，增强了系统的抗扰能力，大幅了提高光伏系统的转换效率和并网电能质量，同时延长了光伏阵列的使用寿命。

　　该成果申请专利17项，已获得授权发明专利2项，实用新型专利2项，发表论文10篇，其中中文核心期刊2篇，他引60余次。成套技术在内乡、南召、方城、唐河等5家示范应用基地成功推广应用。在增强光伏并网的可靠性的同时，大幅降低光伏逆变器成本，明显提高光伏系统的转换效率和并网电能质量，经过连续近3年的实践应用，转换效率提升7%以上。截至目前，生产成套设备10200余套，累计新增销售额28560万元，新增利润1428万元。

　　利用该成套技术光伏装机容量已达510MW，建立示范基地5个，累计发电上网电量12.042亿KWH，增售电量0.99988亿KWH，新增销售收入0.8843亿元，新增利润累计1389.6万元。该成果在光伏并网技术水平处于国内领先、国际先进，具有重大经济社会效益。