15、分布式发电系统的仪表与监测

分布式发电系统的仪表与监测

1. 引言

能源需求的持续增长以及对环境影响的相关担忧，推动了可再生能源电源的普及。为了适应这些有吸引力的电源，分布式发电系统（DGS）的电源数量稳步增加，例如风电场、光伏电源系统、储能系统和微电网等。许多研究人员和行业开发者都将注意力转向了这个有前景的市场。

分布式发电系统由一次能源（如可再生能源或储能）、DC - DC 转换器（用于电压调节）、DC - AC 逆变器（并网设备）和公共事业电网组成。然而，从小型产消者带来的单向功率流到双向功率流网络的逐渐转变面临着一些新挑战，如功率流不受控、电压过低或过高、电能质量问题、高次谐波环流（可能引发谐振）以及保护装置误动作等。

克服这些问题极为有益，这样可以充分利用分布式发电机（DG）的电力容量。如今，DG 在电力系统中变得更加主动，电网规范也进行了更新，以适应可能的辅助功能，如减少无功环流、谐波补偿、故障隔离、电压调节和低电压穿越等。例如，意大利关于有源用户连接低压网络的技术参考规则要求，总输出功率高于 11.08 kW 的逆变器在低电压穿越时进行无功功率注入。

在这种情况下，DGS 可以被视为一种类似于之前定义的仪表，但这次涉及大规模变量。其功能是在更高功率水平上纠正偏差，与普通的低功率仪表完全不同。以基于分布式发电机的光伏（PV）电源系统为例，电压和电流信号通过传感器测量，经传感器转换和调理后传输到数据采集系统。信号调理器由一组运算放大器组成，用于处理传感信号。数据采集系统拥有可编程软件，可根据特定目的处理数字数值，例如基于光伏的分布式发电旨在通过最大功率点跟踪（MPPT）技术从光伏模块提取最大功率。信号参考发生器是负责将数据采集输出信息与 DG 控制方案对接的算法。