光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望吕倩

光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望吕倩

吕倩张海健董汉林

（国网山东省电力公司桓台县供电公司山东省淄博市256400）

摘要：今年来，随着我国经济水平不断发展，能源和环境的发展也越来越受到关注。政府和大众对能源及环境的重视度提高，清洁能源逐步进入大众的视野，太阳能作为永不枯竭的清洁能源，围绕其进行了很多研究，太阳能并网技术具有成本低，效率高等特点，对太阳能并网技术的研究具有非常重要的战略意义，这一技术也有这非常大的市场潜力。本文主要从光伏并网发电系统组成、存在的问题及对未来的展望等方面进行阐述，最后结合当前的发展趋势对光伏并网发电技术的前景进行预测。

关键词：光伏发电；并网；太阳能

引言

能源的枯竭问题和能源的环境污染问题仍然困扰着人类，制约着全球经济与环境的发展，影响着全人类的健康。可以说，能源问题是全世界国际社会所共同面临的问题。太阳能作为无污染，可持续利用的清洁能源，与各类清洁能源相比，具有巨大的优势。光伏发电技术是太阳能利用的最主要形式，在近几年取得了快速的发展，太阳能光伏发电正朝着市场化，规模化迈进，新型光伏电池材料不断被研究，光伏电池成本不断下降，都预示着太阳能发电的良好前景。截止2017年初，全球太阳能光伏装机容量累计超过300GW。太阳能光伏并网发电技术与传统离网发电技术相比，具有成本低，效率高，对环境污染小的特点，因此并网发电技术代表了未来太阳能发电的方向，研究人员近年来针对并网发电系统进行了大量的研究，最新的研究成果有钙钛矿太阳电池、模块化高频并网逆变器、多机并联等。

1光伏发电并网

1.1光伏发电并网概述

光伏发电是太阳能发电的一种方式，光伏发电主要是在微网中运行的，以微网的形式并入到超高压大电网中去，与其互为支撑。在我国，光伏发电并网一般都是集中式的国家电站，能将所有的电直接输送到电网，并由电网输送到千家万户。现如今光伏发电并网最主要的方式就是小型分散型的并网光伏，这种光伏发电相比于电站来说，占地要少、投资小、建设速度快等特点。不仅如此，国家在这一方面还给予了相当大的政策优惠。

1.2光伏发电并网的优势

首先，光伏发电并网采用的是清洁绿色的太阳能资源，不会对现有的资源进行浪费。在实际的使用过程中，也能够更好的保护生态环境，符合我国可持续发展的要求。而传统的发电模式是利用化石燃料进行的，这种资源是有限的且短时间内不可再生的，使用过程中还会对环境造成危害，因此光伏发电并网开始逐渐进入人们的视野。其次，光伏发电并网的发电模式，节省了时间和空间上的投资建设成本，发电成本的降低有利于国家电网进一步的发展。

1.3光伏发电并网相关技术

光伏发电并网中运用到的关键技术有：最大功率点跟踪技术以及井网逆变器控制技术。（1）最大功率跟踪点技术：光伏发电运用此项技术的时候，可以明晰周边环境，并通过对光照、温度的感知分析其对光伏发电并网的影响，在此过程中该项技术还可以对发电技术进行相应的跟踪并找到最大的功率点。通过对发电系统与最大功率点之间的联系分析光伏发电并网的发电状态。92并网逆变器控制技术：该项技术可以在保持电网发电灵活性的基础上满足工程发电过程中的各种需要。并网逆变器能够控制光伏并网发电的方式。随着近些年来技术水平的不断攀升，并网逆变器控制技术能够以间接或者直接的方式更好地控制发电的电流，直接与间接相结合打方式能够在很大程度上确保输送电流的稳定性，提高光伏发电系统的安全性能。

2并网发电系统目前存在的问题

2.1并网发电系统输出功率不稳定

并网发电系统功率不仅受系统本身设备的影响，如光伏电池板的清洁状况，逆变器的工作效率，谐波等。也受到天气，温度，湿度等自然条件的影响，这对大电网的电压稳定造成影响，同时也难提供稳定的电源输送保证。根据这一特性，供电系统必须准备好相应的备用发电机组以供并网发电系统无法发电时使用。并做好相应的电网发电波动纪录。

2.2受到的制约比较多

发达国家的光伏产业对我国实行技术上的封锁，这是我国光伏产业在发展过程中受到的最大的制约。除此之外，我国有关于光伏产业的生产设备大多还都依赖进口，生产出来的产品与国外光伏产品相比还有着较大的差距。两方面的限制对我国光伏产业的发展造成了极为不利的影响。

2.3产业竞争激烈

在国际上，光伏产业的发展就已经有了较大的竞争力，各国的光伏产业都在力争上游，不断研制出更多更好的产品。因此对于我国光伏产业来说，突破国际上的封锁，提高国际光伏产业的竞争力是比较困难的。

2.4光伏并网发电的分散性

作为分散电源经过逆变器接入电网利用光伏组件来将太阳能转变为直流电能，再经并网型逆变器将直流电能转变成为和电网有着同样的频率和相位的正弦波电流，与电网共同作用，然而再这一过程中，会有大量的谐波产生。对电能质量产生影响。太阳能光伏并网发电系统在实际进入到电网时需要对谐波电流进行检测，确保电流符合国家的标准，如果不符合，就要采取安装滤波装置等措施。

2.5发展不协调

中国是著名的制造业大国，在光伏产业的生产方面也不例外。目前我国是光伏产业发电的重要生产基地，生产的产品包括晶体芯片的生产、太阳能电池的生产等等。随着光伏产业的前景向好，国内众多光伏产业公司也纷纷成立。但在其中最大的问题就是规模最大，然而技术含量极低，因此我国国内光伏产业的发展是极为不协调的。国外前进的光伏产业为了保护本行业，对中国光伏产业进行了技术上的封锁，因此我国虽然光伏产业规模巨大，但其真正的技术是存有空白区域的。

3太阳能光伏发电并网技术应用的未来展望

太阳能光伏发电并网技术是目前正在进行研究和推广的一种潜力巨大的新型技术，就目前而言推广还不十分广泛，并且受到地域和环境限制，在某些区域应用效果良好，但还不完全适应供电系统。目前对于太阳能光伏发电并网技术的应用重点在于提供充足稳定的太阳能量，以及提高太阳能电池板的能量转化率。随着人工太阳能以及新型材料的不断研发，太阳能光伏发电并网技术的前景良好。通过对太阳能光伏发电并网系统相关设备的研究及改进，进一步优化并推广该技术的应用，从而提高能源利用率，为生产生活提供更为清洁、高效、稳定的能源供给，具有十分重要的现实意义。

结语

光伏并网发电系统是目前世界上太阳能发电技术中最为节能，成本最低的技术，随着经济的高速发展，对电力系统的压力也逐渐曾杰，并网发电系统成为解决这一难题的有效方法，世界范围内，并网发电已进入规模化发展时期，但其受天气制约大，分散式分布，光伏电池成本高等问题仍影响着其规模化运用，伴随着新兴材料的研发，光伏电池的成本正逐渐在下降，人工智能的快速发展，也使得并网系统的自动化控制得到了实现的可能，相信随着科技的发展，并网发电系统在未来会得到更加高效率、大规模的运用。

参考文献：

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