电气自动化在太阳能发电中的应用

电气自动化在太阳能发电中的应用

曹芳芳1王秋林2周明1徐春雷1

(1国网新疆阿克苏供电公司新疆阿克苏843000;2中化二建集团有限公司新疆阿克苏843000)

摘要：光伏太阳能发电作为清洁能源,对环境破坏小,不受输电线路制约,在道路照明、高速公路信号指示及通讯等局部小范围领域内广泛应用。太阳能凭借其存在广泛、应用便捷、储量庞大等特点在可再生能源中占据重要地位，因此对于如何能够提升太阳能的有效利用成为人们关注的重点。基于此，本文通过对光伏建筑、水泵系统、直流逆变、并网系统以及无功补偿系统控制等方面电气自动化在太阳能光伏发电的应用进行简要分析，并且通过对揭阳中诚集团有限公司旗下产品实例，提出自己一点看法。

关键词：电气自动化；太阳能；光伏发电

引言

光伏发电作为新兴可再生能源技术，能够在一定程度上缓解国家的能源紧缺问题。光伏系统能够将外界阳光转化为电能供给人们使用，而且能源生产过程中，并不会有资源损耗、空气污染等破坏环保系统的弊端，所以能够高效利用太阳能成为所有人关注的重点，而电气自动化能够有效提高太阳能利用效率，所以对电气自动化在太阳能光伏发电中的应用进行研究，符合我国新时期坚持可持续发展战略需求。

1、太阳能光伏发电技术的现状

在全世界倡导可持续发展的形势下，“绿色能源”的应用以及“低碳生活”的方式都广泛的出现了人们日常的生活当中。在西方的发达国家，太阳能光伏发电技术非常受重视，各国相关的政府部门纷纷出台支持太阳能光伏发电技术的政策，在这种趋势下，我国等发展中国家也开始普及并应用太阳能光伏发电技术，从而进一步的推动了可再生能源的发展，并有利于生态环境的保护。

2、电气自动化在太阳能光伏发电领域的应用

2.1电气自动化应用在光伏建筑以及水泵系统中

随着科技不断进步，太阳能光伏系统越来越多，这对管理造成很大的障碍，而且太阳能光伏系统一旦出现故障很难发觉，所以将电气自动化系统应用在光伏建筑以及水泵系统中，将会极大的降低故障出现时处理的难度，即使数量庞大的太阳能电池板其中某一个出现问题，通过电气自动化系统便能够轻易察觉故障发生地点，在第一时间进行紧急维修，以免影响用户正常使用。例如：某某集团有限公司于2013年12月份在某某搭建了组件型号为ZCP6-60P-250W的太阳能电池板，而其监控系统采用光纤环形网络，将相邻逆变器室内的环网交换机相互连接。其中NSA3000T光伏电站综自系统能够进行实时监测，其监测内容包括：1）实时监测太阳能电池板的电压、电流以及其运行状况；2）通过检测防雷器状态、断路器状态的采集与显示，能够实时监控逆变器的工作状态；3）显示系统能够将运行的详细参数、故障进行记录以及报警；4）能够记录电量累计、系统分析、历史记录以及参数设置等功能。通过对上述数据的检测能够有效察觉故障发生具体位置，方便进行紧急维修，以保证太阳能光伏发电正常生产。

2.2电气自动化应用在光伏发电系统直流逆变中

目前我国光伏发电系统主要是直流电，这种系统结构简单，成本低廉，但是因为负载电压不同，很难实现标准化，而后由于并网运行的出现，对光伏发电系统提出更高的要求，那就是转化为交流电。而交流电力输出的光伏发电系统的出现解决这一问题，交流电力输出的光伏发电系统是由光伏阵列、充放电控制器、蓄电池以及逆变器组成，其中逆变器是关键部位。这个系统运转非常困难，而且存在一定危险性，如果通过电气自动化对上述器件进行有效控制，就能够顺利将光伏发电输出的直流电变成交流电。某某集团有限公司通过对电站内一次以及二次配电网络状态的监控，能够了解到电站内各电气设备的运行情况以及状态，并且对光伏列阵、充放电控制器、蓄电池以及逆变器等光伏发电系统进行有效监控其中包括：1）光伏组件分布监控。根据汇流箱采集数据显示各个光伏列阵输出功率，对产生异常的光伏组件进行定位；2）逆变器监控。主要检测项目包括：直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、交流电流、电网频率、功率因数等等。

2.3在太阳能光伏发电并网系统的应用

当光伏发电网络系统正常运行时，将根据不同类型发电方式的特点合理使用。根据实际情况，不同的发电方式应在不同的耗电周期内采用，在一定程度上减少光伏发电系统的并网过程。电网造成的巨大冲击和不利影响，电气自动化技术的应用可以及时检测同步点两侧的电量，用强逻辑判断和分析同步所需的数据，并根据传输过程中数据补偿引起的时差。给出同步提前关断指令，从而满足同期合闸频率偏差、电压偏差等一系列数据的要求。

2.4电气自动化在太原能光伏发电系统无功补偿控制的应用

太阳能光伏发电系统的组成比较复杂，大多是电子元件，会造成无功损耗和谐波，导致电力系统不稳定，电压质量无法达到合格标准。然而，通过应用电气自动化控制系统，我们可以准确地检测出实际无功需求。在无功自动控制过程中，无功功率的调节范围应严格按照光伏无功功率和电压控制系统的具体要求来控制无功功率。

2.5电气自动化在太原能光伏发电系统设备全寿命周期控制中的应用

长期以来，大部分电气设备在运行中发生故障时都会进行维修，严重影响供电系统的稳定性和可靠性，在一定程度上降低了电气设备的使用寿命。电气自动化技术的应用可以快速检测设备的正常运行状态，分析判断设备在运行过程中是否出现故障，有利于相关人员制定科学合理的设备计划维护，进一步保证设备的正常稳定运行，提升设备的整个生命周期。

3、电气自动化在太阳能光伏发电的发展趋势

中国幅员辽阔，为太阳能光伏发电的发展奠定了坚实的基础，太阳能光伏发电具有良好的发展前景。通过将电气自动化技术应用于太阳能发电领域，在一定程度上提高了太阳能发电系统的稳定性和可靠性，有效地减少了人力投入，缩短了太阳能光伏发电的生产和传输过程。可以对奥地利发电进行监督和控制。目前，中国的80%的电能是由火力发电厂提供的。由于设备和材料结构不同，火电厂在运行过程中热能回收率也不同，低热能回收率将对社会经济发展产生一定的影响。此外，从环境保护的角度来看，未来电力系统的发展方向必将关注清洁可再生能源，如光伏发电、风力发电和水力发电。

结束语

总之，在我国现阶段，电气自动化广泛应用于人们的日常生产和生活中。随着电气自动化技术的应用越来越成熟，人们对电气自动化技术有了更深的认识，从而促进了电气自动化技术的快速发展，促进了我国社会的进步。

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