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

　　摘要：本文分析了獨(dú)立光伏系統(tǒng)在解決邊防海島部隊(duì)供電難題和生態(tài)營(yíng)區(qū)建設(shè)等方面的應(yīng)用，討論了獨(dú)立光伏系統(tǒng)存在的主要問(wèn)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(jié)構(gòu)和原理。實(shí)踐證明，分組充放電對(duì)于提高供電可靠性，延長(zhǎng)蓄電池壽命有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

　　關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能  生態(tài)營(yíng)區(qū)  光伏系統(tǒng)  分組策略

一、引言

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

　　通過(guò)對(duì)光伏系統(tǒng)在部隊(duì)?wèi)?yīng)用的廣泛調(diào)研，分析整理資料和建議，得到三點(diǎn)啟示：一是光伏系統(tǒng)在部隊(duì)的應(yīng)用會(huì)越來(lái)越廣泛，以解決偏遠(yuǎn)營(yíng)區(qū)的供電為主，其他多種形式的應(yīng)用發(fā)展迅速；二是獨(dú)立光伏系統(tǒng)中的能量控制策略過(guò)于簡(jiǎn)單，沒(méi)有根據(jù)系統(tǒng)的容量大小進(jìn)行具體的設(shè)計(jì)，造成能量的利用效率較低，儲(chǔ)能蓄電池容易失效，運(yùn)行成本較高；三是實(shí)行儲(chǔ)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(duì)獨(dú)立光伏系統(tǒng)在軍營(yíng)中的應(yīng)用進(jìn)行研究分析，同時(shí)對(duì)系統(tǒng)的能量控制策略進(jìn)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(yīng)用中存在的問(wèn)題，提供了很好的參考。

　　二、光伏系統(tǒng)在軍營(yíng)中的應(yīng)用

　　隨著科學(xué)技術(shù)水平的不斷發(fā)展，現(xiàn)在戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)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(fù)雜條件下的供電要求；同時(shí)由于社會(huì)生活水平的不斷提高，官兵對(duì)于居住環(huán)境也有了更高的要求，環(huán)保、綠色的軍營(yíng)更能營(yíng)造一種積極健康的生活形態(tài)，同時(shí)激發(fā)官兵愛(ài)崗敬業(yè)的意識(shí)，而太陽(yáng)能作為一種綠色能源，正好滿足了以上要求。太陽(yáng)能作為一種清潔、環(huán)保、綠色能源，在部隊(duì)建設(shè)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用，通過(guò)對(duì)光伏系統(tǒng)的應(yīng)用調(diào)研，光伏發(fā)電在部隊(duì)主要的應(yīng)用和意義有以下五個(gè)方面：

　　1．解決了邊防和海島連隊(duì)的供電保障難題。我軍很多駐扎在邊防和海島的連隊(duì)，以及很多駐地遠(yuǎn)離大電網(wǎng)的部隊(duì)營(yíng)區(qū)，基本上都存在著供電保障難的問(wèn)題。目前，其用電主要是通過(guò)自備的發(fā)電機(jī)（組）來(lái)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(yùn)輸成本高等的不足。隨著新能源技術(shù)的不斷發(fā)展，改善這些部隊(duì)平時(shí)和戰(zhàn)時(shí)的供電條件，已經(jīng)越來(lái)越重要，其中以獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)和小型風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用最為廣泛。建設(shè)一個(gè)小型的獨(dú)立光伏電站不但可以解決供電問(wèn)題，同時(shí)可以減少運(yùn)輸燃油的費(fèi)用，降低對(duì)于燃油的依賴。

　　2．戶外獨(dú)立工作站點(diǎn)的供電。對(duì)于各種微波中繼站、戶外檢測(cè)點(diǎn)和航海燈塔等戶外獨(dú)立工作設(shè)備，常常遠(yuǎn)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(diǎn)的電源供電問(wèn)題。

　　3．在部隊(duì)“生態(tài)營(yíng)區(qū)”建設(shè)中應(yīng)用廣泛。部隊(duì)營(yíng)區(qū)的改造和建設(shè)都以生態(tài)營(yíng)區(qū)、環(huán)保營(yíng)區(qū)、綠色營(yíng)區(qū)為目標(biāo)，一般都會(huì)根據(jù)營(yíng)區(qū)所在地的自然環(huán)境條件進(jìn)行新能源項(xiàng)目的論證，主要包括太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能景觀燈、光伏發(fā)電系統(tǒng)、風(fēng)力發(fā)電等，其中以太陽(yáng)能景觀燈的應(yīng)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(yīng)用薄膜太陽(yáng)能電池和新型儲(chǔ)能裝置（超級(jí)電容），開(kāi)發(fā)小容量的移動(dòng)太陽(yáng)能發(fā)電裝置就具有重要的意義，而目前小型太陽(yáng)能數(shù)碼充電器已經(jīng)在為手機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、筆記本充電中取得了一定的應(yīng)用，成為戶外數(shù)碼產(chǎn)品輔助備用電源的首選。

　　5．為開(kāi)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(duì)于其他多能源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)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(hù)意識(shí)、節(jié)約資源意識(shí)。同時(shí)，對(duì)于開(kāi)發(fā)和應(yīng)用其他新能源系統(tǒng)，如風(fēng)光互補(bǔ)系統(tǒng)，也可以提供很好的應(yīng)用參考。

　　三、獨(dú)立光伏系統(tǒng)的應(yīng)用分析

　　1．獨(dú)立光伏系統(tǒng)面臨的主要問(wèn)題

　　一個(gè)典型的獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)框圖如圖1，包括太陽(yáng)能陣列、DC/DC變換器、控制器、蓄電池以及用于交流負(fù)載的逆變器，其中虛線所示為備選結(jié)構(gòu)，有交流負(fù)載時(shí)選用。根據(jù)系統(tǒng)的電壓設(shè)計(jì)要求，選擇合適的DC/DC變換電路，同時(shí)能夠跟蹤最大功率點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)負(fù)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(diǎn)：一是防止蓄電池過(guò)充電和過(guò)放電，并對(duì)供電系統(tǒng)進(jìn)行全面的監(jiān)測(cè)、管理、控制和保護(hù)