太阳能发电及其并网的可行性探讨

太阳能发电及其并网的可行性探讨

李殿东

华北油田华港燃气公司廊坊天成天然气销售有限公司河北廊坊065002

摘要：太阳能光伏发电并网技术是一种将太阳能转化为电能的新型技术，具有良好的应用效果，并且发展前途良好。虽然太阳能光伏发电并网技术会受到自然因素和技术因素的限制，但随着将太阳能光伏并网发电系统的不断推广，并对其进行进一步研究和改进，能够有效的改善其供电能力，更好地为人们的生产和生活提供稳定的能源供应。

关键词：太阳能；光伏发电；并网技术

引言

目前，随着能源的逐渐消耗，人们对新能源的研发经费及人员投入在不断增加，寻求新的能源迫在眉睫。太阳能光伏发电技术的发展应用及技术的日益成熟对电能短缺问题有所解决。该技术的高效及实用运用可以有效促进电力系统发展，满足人们生活所需电能的需要。

1太阳能并网发电系统

1.1太阳能并网发电系统的概述

太阳能并网发电主要是指将太阳能不经过蓄电池储能而通过并网逆变器将直流电转化为交流，并将其输送至电网；直流并网是太阳能等可再生能源的发展方向，也是能源利用技术的进步。其发电系统的工作原理是利用光生伏特效应将太阳辐射能量转换成直流电能，经逆变器变换为交流电进行并网的一种发电系统，主要由光伏阵列、逆变器等部分组成。其中太阳能电池组件（通过导线对密封的太阳能电池物理单元进行连接）对于电压的控制较为灵活，可以依据应用领域对电流、电压不同的要求来进行组合、拆卸，且具有防风、防雨、防腐、防雹的功能，能够灵活地提供电流与电压；逆变器（直流/交流）是对太阳能电池所发出的直流电进行控制变换为交流电的组件，可以分为并网逆变器和独立运行逆变器，并网逆变器多运用于并网运行的太阳能电池发电系统中，便于将发出的电能反馈入电网之中。

1.2太阳能并网发电系统的特点

从现运行的太阳能并网发电系统的效益来看，和传统的离网太阳能发电系统相比较，可以发现并网发电系统具有清洁干净、可循环无污染运行、成本下降、与建筑物之间的契合度高、可以分布式建设、调峰作用强等优势。由于太阳能并网发电所利用的能源主要是可再生的、清洁干净的自然能源，且不需要蓄电池进行电能的储存，不仅能够减少污染物、温室气体的排放，还能够减少蓄电池的二次污染，提高系统中平均无故障时间，同时与建筑材料、装饰材料之间的协调度高，能够增强物质资源的利用效率，在电网的输送、输出过程中灵活性较强，低于灾害、战争的性能较强，负荷平衡、线路损耗等问题都能得到改善，以促进太阳能并网发电的推进。

2太阳能光伏系统并网技术

2.1并网系统

太阳能光伏并网系统相关原理为：太阳能电池组件会产生直流电，经过并网逆变器转换成为满足标准要求的交流电，之后进入到公共电网。通过光伏电池所产生的电能一部分用于交流负载的供给，另一部分电能反馈给电网系统。在阳光不是非常充分的时段，太阳能电池组不会产生足够的电能，不能满足相关负载的需要，此时就由电网进行供电。通过太阳能电力输入到电网就能够省掉蓄电池组件，减少蓄电池能量转化过程所造成的能量损耗，并且能够很大程度上降低整体系统的成本。但是此种系统要采用专门的并网逆变器才能确保输出的是符合电网要求的电力。因为逆变器效率存在一定的问题，会造成某些能量的损失。此种系统同时采用太阳能电池组件以及公用电网进行交流负载供电，这样就减缓了整体系统的负载缺电率，并且并网光伏系统能够对公用电网起到很好的调峰作用。但是由于此种系统属于分散式的发电系统，这就会对电网产生某些影响，这些都需要给予重视。

2.2并网混合系统

随着太阳能光伏系统的不断演进，以及对供电稳定性要求的不断提高，逐渐发展出了混合式的系统，其中应用了在线不间断电源技术作为提高供电稳定性的重要保证。该系统相对来说较为复杂，技术要求高，但能显著提升供电的稳定性，对于电网不稳定、对供电稳定性敏感的地区较为适用，也可以应用做备用电源。并网混合系统中的逆变器与控制器集成在一起，通过计算机技术实现对整个系统的操控，以保证系统处于稳定状态，并可连接蓄电池。并网混合系统的主要工作原理是以本地负载功耗的实际情况来运转的，当本地负载功耗较小时，太阳能产生的电能被存储于蓄电池，反之则向电网输送电能。如果并网状态出现了故障，则会自动切换到离网状态，待故障排除后，再切换回并网状态。

3运用太阳能光伏发电并网技术时需要注意的问题

3.1系统电压的波动

太阳能光伏发电装置的实际输出功率会因为日光的强度的变化而发生变化，在白天日照强度较强时，其发电装置会输出最大功率的电能，而在夜幕降临时，输出的功率近乎为零。所以，除了系统中设备设施的故障因素外，发电装置的输出功率会因为光照、气候、季节等自然因素而发生变化，输出功率出现波动。

3.2谐波

在实际的并网技术应用的过程中，主要是将直流电转变为交流电的形式，在这一过程中，起到控制作用的设备就是逆变器。这一设备的设置主要是为了最大限度地降低电力谐波，提升电源供应器的工作效率。保证电流输入和输出的整体稳定性和科学性。通常情况下，电压的变换器在运行的过程中包含的内容比较广，除了有源滤波之外，还包括不间断的电源和整流形式。逐渐促进高性能光伏并网系统的科学和规范运行。在实际的系统运行的过程中，不同运行系统所拥有的共同特点就是含有一个电流控制内环结构。另外，变换器控制系统的优劣主要是依靠电流控制策略来进行实现，电流控制技术应用的的最终目标就是减少总谐波的失真率。

3.3无功平衡问题

太阳能光伏发电系统输出的电力接近纯有功输出，功率因数基本上高于0.98，需要装设无功补偿装置。在我国的《电网若干技术原则的规定》中，明确规定了无功补偿的原则，一是分层分区，二是就地平衡，假设太阳能经光伏发电系统及升压系统变为电能的电压等级为10kV，其功率因数0.85-0.98，想要接入电网，就需要配置无功补偿装置来进行无功平衡，应当以装机容量的60%进行配置，这样就可以满足就地平衡的要求。实际的工作中，还要从现场的实际情况出发，一是分析好电网供电情况，二是考虑好总用电负载平衡情况，这样才能使得无功平衡设计更好的发挥作用。

4提高太阳能光伏发电并网系统发电效率的措施

现阶段太阳能光伏发电在太阳能充足地区中的应用较为广泛，但是由于太阳能光伏发电项目是一个新兴产业，则需要我们要投入更多的精力和时间去研究太阳能电池板的新材料，因为太阳能电池板对太阳能光伏发电效率有着直接影响。其次，我们应该通过研究太阳能光伏发电设备中太阳能电池板的阵列优化组合，来提高太阳能光伏发电设备的整体发电效率，同时受到太阳能光伏发电项目逐渐推广的影响，针对太阳能发电并网技术的研究也要开始加快步伐，这样才能使太阳能光伏发电为促进我国社会的发展做出重要贡献。

结束语

近年来，由于全球能源紧缺局面的陷入，对新能源的开发和研究力度也在不断加大，随着各国对新能源电力的不断开发，电网中来自新能源系统的发电量逐年增加，而其中太阳能光伏发电技术的日臻成熟更是使得人们对于这一领域有了更深刻的理解，相信随着科学技术的不断提高，以太阳能光伏并网发电技术为核心的新能源发电会在以后的电网中扮演越来越重要的角色。

参考文献

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[2]王长贵.并网光伏发电系统综述（上）[J].太阳能.2008（02）

[3]李维亚.浅谈未来光伏并网发电对电网的影响[J].太阳能.2008（02）