太阳能光伏发电并网技术的应用陈建儒

太阳能光伏发电并网技术的应用陈建儒

陈建儒

（南京中核能源工程有限公司江苏省南京市210008）

摘要:太阳能光伏发电并网技术专门应用了太阳能资源，并入到电网系统内，缓解电力供应的压力。光伏发电并网技术具有自身的特征，有效实现了太阳能向电能的转换，体现太阳能应用的实践价值。本文主要探讨太阳能光伏发电并网技术的相关应用。

关键词:太阳能；光伏发电；并网技术

太阳能是一类清洁、无污染的能源，太阳能的运用，成为现代新技术研究的主要对象。我国作为发展中国家，对能源的需求也在增加，这就导致了能源短缺问题，也是全世界都面临的重大问题。而光伏发电并网技术已日趋成熟，它与常规电网相联，提高供电效率，从而推动国家经济的迅速发展。光伏发电并网技术已经成为今后的发展方向及研究重点，不仅能够缓解能源与环境的问题，还能满足社会能源消耗需求。基于太阳能的光伏发电并网技术，朝向成熟化的方向发展，改善了光伏并网发电的状态。

一：太阳能光伏发电的特征

太阳能可以简单分为了太阳能光伏和热力太阳能，两者因其具备的特性和原理不相同，所以在不同领域范围广泛应用。太阳能光伏技术主要利用了存储在组件中的太阳能电池板而产生一定能量的技术，其材料一般为高纯度硅，它能快速将太阳能直接转化成电能，遇到太阳光照射，硅材料表面光电子激活，从而形成了可控制电流，最终成为了一个太阳能电池板。太阳能光伏的作用通常是和建筑设计相结合，一般一些偏远山区或者是建筑物体会将太阳能光伏发电直接性成为可用性电能。对于这种远离公共电网的电能系统，一般是采用电池来作为储蓄装置。热力太阳能是采用了多个镜像系统来收集太阳能，并在期间转化成为了高温电能，接着利用各种渠道来传输和发送到有需求的电厂，最终利用了热变化原理实现发电。下面对太阳能的基本特性特征展开分析论述:

1:太阳能比起风能具有多种优点，它足够有能力将发电占地面积缩小到只需要风力发电的几分之几。这就无疑显示出太阳能发电的优势，方便了发电工作人员工作和减少设备投入。

2:太阳能发电时间上与负荷相吻合，这样以来，减少了发电机的有关需求，同时更进一步减轻了对环境的污染。光照强烈的区域，太阳能可以提前一个小时或者是提前一天预测都是很准确，因此，能够帮助工作人员有效环节了由于其他自然因素所导致的问题，帮助工作人员更精确的做出判断。还有一点，不同光伏系统，人力太阳能是可以没有光照就可以发电，太阳能直接将其转化成电能输出来达到目的，夏季是电力需求紧张的季节，因此做好存储工作非常关键。

二：太阳能光伏发电并网技术的系统构造

1.1子系统

太阳能光伏发电并网系统，可以划分成多个子系统，包括光伏模块、直流配电、逆变并网等。逆变并网子，是最重要的子系统，其可把光伏发电并网系统中的三项交流电，接入到升压变电器结构中，促使太阳能并网转化的电能，可以和电网系统相互耦合，扩大太阳能使用的范围。

1.2主设备

太阳能光伏发电并网的主设备，是实现系统运行的关键。本文以并网逆变器为例，分析主设备在太阳能光伏发电并网技术中的运用。并网逆变器，其为系统的核心，并网逆变器选择时，不能仅仅选择容量大的设备，要结合太阳能光伏发电并网系统的实际情况，保障并网与并网逆变器的匹配性，才能提高并网逆变器的工作效率。

1.3升压系统

通过太阳能转化的交流电，额定电压是380V，经过升压系统处理后，才能并入到电网内。升压系统是光伏发电并网的重要组成，其在应用的过程中，要配置升压变压器，按照光伏发电并网系统的实际发电量，选择可用的升压变压器。

1.4保护系统

太阳能光伏发电并网技术运行过程中，受到高温因素的影响，存在着跳闸的风险，由此，在太阳能光伏并网发电系统内，安装自动化的保护装置，监控并网系统的具体情况，预防组件破坏。并网逆变器会在保护装置的作用下，实现自动化的脱离，保护了光伏发电并网系统的安全性。

1.5防雷系统

并网系统遇到雷击时，破坏面积很大，必须全面落实防雷系统，规范防雷接地，以免并网系统遭遇雷击破坏。常见的避雷装置有避雷带，采用环形安装的方式，独立设计引下线，促使并网系统中的电气设备，实行外壳接地，特别是变压器，积极提升并网系统防雷的水平，全方位的保护光伏发电并网技术，提高太阳能的应用效率。

三、实际应用

本文以某建筑工程所为例，分析太阳能光伏发电并网技术的应用。

该工程所案例中，为了优化太阳能光伏发电并网技术的应用，必须科学的选择逆变器，同时规范电气的一次主接线，以便提升并网的工作效率，降低运行期间的电能损耗。太阳能光伏发电并网技术的应用，降低了该工程所地区电厂的运营费，在短期内实现成本回收，保障并网技术的经济效益。该案例内，电气的一次主接线，采用最简化的设计方法，同时配置了保护装置，因为该案例的光伏发电并网系统在30MW以上，所以不论是太阳能并网的配置，还是电气一次主接线，都具有示范的作用。

工程所在规划太阳能光伏发电并网技术时，提出了2套方案。第一，为了满足工程所的大面积厂区的需求，在工程所附近，选择最近的建筑物，单独配置逆变区，同时设置隔离变，经过汇总处理，在二次升压的条件下，促使电压达到10kV;第二，在就近建筑物上，同样设置逆变区，逆变器不附带隔离变，经汇总后，升压到10kV。

工程所的建筑屋面上，安装了光伏组件，全面的收集太阳能资源，该案例的光伏组件，连接了并网式逆变器，光伏发电并网的总容量，在30MWp以上，按照分块发电→集中逆变→集中升压、并网的流程，运用串并联的方式，连接光伏并网发电的电源电池组件，构成太阳能电池阵列。太阳能电池阵列，接入到光伏方阵内，在光伏并网逆变器的作用下，输出低压交流电，再经过升压，并入电网内。结果为:方案一，降低了升压汇总期间的线路损耗，光伏发电并网系统，两次升压处理，其变压损耗多，而且隔离变，也会增加并网建设的实际投资，方案二，采用直接汇总、升压的方式，线损多，变压损耗低，没有隔离变的投资支出。

四、对光伏发电并网技术的前景展望

如今大规模光伏电站发电已经是先进的新能源发电方式，其具备了太阳能所有的优势。我国光伏并网发电技术起步较晚，在我国仍有许多地区因为各种因素，还处于缺电、无电状态，人们生活用电急缺，但随着我国的经济迅速发展，不难看出并网型光伏电站很快就会进入市场，也会进一步提升人们的生活质量。

在国外，光伏产业发展一直很迅速，早已经成为现如今发展最迅速的高新技术之一，并网光伏系统在太阳能发电中的比例还在不断变大。光伏发电的效率随着研究的不断深入、科技的不断进步以及计算机技术的发展，会不断出现更全面的解决方法，而光伏发电并网系统必将成为世界流行的发电系统。随着技术的发展，很多之前在光伏发电并网技术方面可以忽略的问题，都会逐渐变成重要的考虑因素，这些都有待在今后的研究中解决。

五、结语

通过以上分析，光伏发电并网系统的发展已经逐步成熟，在电网系统中成为重要的组成部分。尽管现在运用光伏并网发电系统的关键技术时，还存在很多的问题，但在今后的发展中，会对这些问题进行深入研究。不可再生的化石能源已成为过去，环保的再生能源已经成为新技术的主导。

参考文献

[1]叶暖平.太阳能光伏发电并网技术的应用[J].中国新通信,2014(24):87-88.

[2]庄子乔.太阳能光伏发电并网技术的应用[J].企业技术开发,2015(27):49-50+115.

[3]郭佳佳,呼和,郭继旺.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].科技风,2016(02):88.

[4]赫明亮.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].电子技术与软件工程,2015(01):243.