董寧鑄1  王維俊1  姚磊2（1 解放軍后勤工程學院營房管理與環(huán)境工程系，重慶，400016，2 解放軍66362部隊后勤部營房建設辦公室，北京，101200）

　　摘要：本文分析了獨立光伏系統(tǒng)在解決邊防海島部隊供電難題和生態(tài)營區(qū)建設等方面的應用，討論了獨立光伏系統(tǒng)存在的主要問題，分析了能量控制策略的現(xiàn)狀和蓄電池分組控制策略，給出了分組原則，研究了控制電路的結構和原理。實踐證明，分組充放電對于提高供電可靠性，延長蓄電池壽命有一定的現(xiàn)實意義。

　　關鍵詞：太陽能  生態(tài)營區(qū)  光伏系統(tǒng)  分組策略

一、引言

　　近年來隨著環(huán)境污染的不斷加劇，環(huán)保意識的不斷提高，人們對能源和環(huán)境問題日益關注，新能源的開發(fā)和應用取得了飛速的發(fā)展，其中以太陽能在軍地的應用最為廣泛。太陽能發(fā)電在解決邊遠山區(qū)和邊防海島連隊供電難題中發(fā)揮了很大的作用，尤其是在總部提出構建“生態(tài)營區(qū)”的要求以后，太陽能同樣在部隊“生態(tài)營區(qū)”建設中發(fā)揮了重要作用，主要以光伏發(fā)電系統(tǒng)和太陽能熱水系統(tǒng)為主，包括太陽能景觀燈、太陽能路燈、太陽能發(fā)電系統(tǒng)、太陽能熱水器、太陽能海水淡化系統(tǒng)等，都取得了廣泛的應用。

　　通過對光伏系統(tǒng)在部隊應用的廣泛調研，分析整理資料和建議，得到三點啟示：一是光伏系統(tǒng)在部隊的應用會越來越廣泛，以解決偏遠營區(qū)的供電為主，其他多種形式的應用發(fā)展迅速；二是獨立光伏系統(tǒng)中的能量控制策略過于簡單，沒有根據(jù)系統(tǒng)的容量大小進行具體的設計，造成能量的利用效率較低，儲能蓄電池容易失效，運行成本較高；三是實行儲能系統(tǒng)的分組充放電，能夠有效地提高供電可靠性。

　　本文將對獨立光伏系統(tǒng)在軍營中的應用進行研究分析，同時對系統(tǒng)的能量控制策略進行研究，提出一種分組充放電控制策略，為解決光伏系統(tǒng)應用中存在的問題，提供了很好的參考。

　　二、光伏系統(tǒng)在軍營中的應用

　　隨著科學技術水平的不斷發(fā)展，現(xiàn)在戰(zhàn)爭對于后勤電力的保障提出了更高的要求，要求我們必須拓展多種供電渠道，研究多種供電保障方式，以滿足各種復雜條件下的供電要求；同時由于社會生活水平的不斷提高，官兵對于居住環(huán)境也有了更高的要求，環(huán)保、綠色的軍營更能營造一種積極健康的生活形態(tài)，同時激發(fā)官兵愛崗敬業(yè)的意識，而太陽能作為一種綠色能源，正好滿足了以上要求。太陽能作為一種清潔、環(huán)保、綠色能源，在部隊建設中發(fā)揮著越來越重要的作用，通過對光伏系統(tǒng)的應用調研，光伏發(fā)電在部隊主要的應用和意義有以下五個方面：

　　1．解決了邊防和海島連隊的供電保障難題。我軍很多駐扎在邊防和海島的連隊，以及很多駐地遠離大電網(wǎng)的部隊營區(qū)，基本上都存在著供電保障難的問題。目前，其用電主要是通過自備的發(fā)電機（組）來解決。很顯然，這一方案存在發(fā)電成本較高、噪音大、污染環(huán)境、燃料運輸成本高等的不足。隨著新能源技術的不斷發(fā)展，改善這些部隊平時和戰(zhàn)時的供電條件，已經(jīng)越來越重要，其中以獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)和小型風力發(fā)電系統(tǒng)應用最為廣泛。建設一個小型的獨立光伏電站不但可以解決供電問題，同時可以減少運輸燃油的費用，降低對于燃油的依賴。

　　2．戶外獨立工作站點的供電。對于各種微波中繼站、戶外檢測點和航海燈塔等戶外獨立工作設備，常常遠離電網(wǎng)，電網(wǎng)的延伸供電困難重重，光伏系統(tǒng)能夠很好的解決這類室外工作站點的電源供電問題。

　　3．在部隊“生態(tài)營區(qū)”建設中應用廣泛。部隊營區(qū)的改造和建設都以生態(tài)營區(qū)、環(huán)保營區(qū)、綠色營區(qū)為目標，一般都會根據(jù)營區(qū)所在地的自然環(huán)境條件進行新能源項目的論證，主要包括太陽能路燈、太陽能景觀燈、光伏發(fā)電系統(tǒng)、風力發(fā)電等，其中以太陽能景觀燈的應用最廣泛。

　　4．為探索后勤供電保障的新方法提供了思路。拓展各種供電渠道，研究多種供電方式，光伏發(fā)電系統(tǒng)為現(xiàn)階段探索后勤供電保障的新方法提供了思路。例如綜合應用薄膜太陽能電池和新型儲能裝置（超級電容），開發(fā)小容量的移動太陽能發(fā)電裝置就具有重要的意義，而目前小型太陽能數(shù)碼充電器已經(jīng)在為手機、數(shù)碼相機、筆記本充電中取得了一定的應用，成為戶外數(shù)碼產(chǎn)品輔助備用電源的首選。

　　5．為開發(fā)其他新能源系統(tǒng)提供了很好的參考。光伏發(fā)電系統(tǒng)的投建，對于其他多能源的開發(fā)和應用具有良好的參考作用，也可以不斷地提高官兵的環(huán)境保護意識、節(jié)約資源意識。同時，對于開發(fā)和應用其他新能源系統(tǒng)，如風光互補系統(tǒng)，也可以提供很好的應用參考。

　　三、獨立光伏系統(tǒng)的應用分析

　　1．獨立光伏系統(tǒng)面臨的主要問題

　　一個典型的獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)結構框圖如圖1，包括太陽能陣列、DC/DC變換器、控制器、蓄電池以及用于交流負載的逆變器，其中虛線所示為備選結構，有交流負載時選用。根據(jù)系統(tǒng)的電壓設計要求，選擇合適的DC/DC變換電路，同時能夠跟蹤最大功率點，實現(xiàn)負載匹配。光伏系統(tǒng)的核心部件在于控制器，主要作用有兩點：一是防止蓄電池過充電和過放電，并對供電系統(tǒng)進行全面的監(jiān)測、管理、控制和保護