光伏发电并网关键技术及对策探究崔治国

光伏发电并网关键技术及对策探究崔治国

崔治国1国大勇2李文宇3杨向阳4丛岩5刘

（朝阳电力经济技术研究所辽宁朝阳122000）

摘要：光伏发电系统中主要运行是依靠的太阳能，将太阳能转化成电能，通过逆变器的作用将其传送到电网中，最终实现电力能源的供应。在光伏发电并网系统中形成的各种技术要素非常多，从结构上来看十分复杂，此项技术的关键点就是对太阳能实现转化，将电能中的一些消耗问题进行解决，将清洁型能源更多应用于企业和工程建设中，在此过程中光伏并网发电系统技术作用重大，因此加强系统的运行环境控制是必要的。

关键词：光伏发电；并网关键技术；对策探究

1导言

光伏发电系统是当下电力领域十分推崇的一种发电装置，主要以太阳能作为能量来源，通过其中逆变器的作用，实现太阳能与电能的转化，进而传输到电网中，满足各类电力能源的需要。这种光伏并网发电系统中涉及到许多技术要素，从基本结构层面来说比较复杂。但归根结底，这项技术主要是为了充分利用太阳能解决一些能源消耗问题，进而实现绿色能源、绿色消耗。

2光伏并网发电系统的相关设计

在光伏发电系统中，一个重要的作用就是光伏并网发电系统。光伏并网发电系统主要依靠逆变器实现电能自光能的转化，进而进一步实现电力供应。光伏并网发电系统中的电池陈列顺序能够有效地影响太阳能收集。一般，将系统中的光伏电池陈列于无遮挡，日照时间相对较长的的场所，以达到保证太阳能供应量的目的。功率追踪器是保证光伏并网发电系统的供应效率，确保其能够始终维持在一个统一状态，进而保证供电效率。蓄电池组同样也在整个光伏并网发电系统中发挥了重要作用，能够保证整个项目电力的调度能够在可调整范围内，在自发自用率不高的情况下实现电能存储再利用。逆变器、功率追踪器、蓄电池组的组合，可以实现整个光伏并网发电系统的稳定性和高效性，有利于维持电网的智能化及稳定运行。

3光伏发电并网技术现存问题

3.1电网运行效率

鉴于光伏发电系统的自身特点，对其进行并网势必会对大电网运行效率产生一定影响。并网时，两种发电方式相互作用复杂度较高，而目前并未完全掌握作用方式和规律。如果光伏发电系统接入点属于大规模集中式并网，若光伏电站仍采取被动保护式解列则会导致有功出力大量较少，增加整个系统的恢复难度，甚至可能加剧故障，引起其他机组的解列，导致大规模停电。在这种情况下，低电压穿越能力就是必须的。随着并网光伏系统在电网中所占比重越来越大，穿透功率也要随之增大，其计算公式是：光伏电站峰值出力总之，并网光伏发电穿透功率的增加需要光伏逆变器必须具有低电压穿越能力，并网光伏发电穿透功率的增加给传统的并网技术标准带来挑战，需要重新研究制定。

3.2雷击灾害影响

光伏发电受环境因素影响较大，如果温度与光照发生变化，则会直接体现到最终所得的电能质量。如果遇到雷雨天气，室外光伏发电还易导致雷击灾害，因为云层表面负电荷与电网电线间产生感应，生成高电压。若闪电穿过此空间，会由于电磁作用产生感应电流，对光伏发电系统产生较大破坏，情况严重者甚至威胁整个输电网。在发生雷击灾害时，瞬时增加的电流还可能导致大面积停电，不仅影响居民正常生活，还会对企业造成重大经济损失。

3.3电网运行方式干扰

如前文所述，光伏发电系统主要通过日光照射实现、随着外界条件的变化而变化、具有很强的不确定性等。如此并网后，若要在大电网运行中准确观测光伏发电电量，将面临巨大难度，导致无法设计交换功率设备，增加电网负荷预测难度。电网运行管理强度增大，更易出现运行事故。另外，电网内存有大量光伏发电接入点，规模小且分散，实际电源控制难度高，并网时会很大程度上削弱大电网控制力度。大电网运行方式的改变将影响到电网控制与保护设备，再加上光伏发电系统产生的电能与传统电能并不相同，并网后也会对运行效率产生影响，进而作用到大电网保护装置，降低保护动作的灵敏性与时效性，更易发生运行故障。

4关键技术分析

4.1并网逆变器控制技术

并网逆变器控制技术在光伏并网发电系统中发挥着重要的作用和意义，其中中心控制采用的是PID控制方式，通过将电流实现控制，保证了电网以及光伏并网发电系统的统一电流，通过系统在并网发电过程中的控制，通过直接以及间接的控制方法，将中间连接中存在的缺陷实现了弥补。PID控制技术保证了光伏发电系统的动态过程，根据电流中并网技术的引导，将电流进行不断的传输，同时还保证了电压的稳定性，对于光伏并网发点技术中最佳功率的形成有很大促进作用。

4.2最大功率点跟踪技术

最大功率点跟踪技术是将光伏并网发电系统所处的环境进行确定，根据气候中的温度、湿度以及光照等因素实现对并网的调节，并根据发电系统的自身曲线特征绘制相应的过程图，根据曲线图片中显示的变化，对并网发电项目中的功率点实现跟踪的目的。最大功率点跟踪技术是否能够高效率运行与光伏并网发电项目的运行效果有很大关系，在应用中主要采用下面两种方法：（1）扰动观察法，此种方法通过扰动状态前后光伏发电系统产生的变化进行显示，将最大功率点的位置确定处理，通过扰动中电压的控制，形成电压差，最终实现对发电的扰动，确定出跟踪功率的整体状态。（2）电导增量法，这种方法通过变化量以及瞬间电导数据之间的变化情况，将光伏列阵中的一些曲线变化情况确定出来，将峰值找出，确定是否此时段处于最大值，查看电导增量检查中需要确定一个特定的阈值E，当最大功率处于±E的范围内时，即可找出并网发电的最大功率点。

4.3分布式并网技术

分布式并网技术是通过光伏发电中将电能进行分配，实现对用电的直接分配，如果发生了电力不足的情况，就需要与大电网实现调节以及双向交换。分布式光伏发电的构成主要包括：（1）太阳能电池组件；（2）保护装置；（3）电路；（4）逆变器；（5）电网接口。其中光伏发电系统中太阳能电池组件是其核心设备，通过太阳能进行转化，形成电能。逆变器中将直流电进行转换，形成专业的交流电设备，因为电池组件中形成直流电，将实际应用中形成的交流负载过程，实现对国家大电网的供电过程。

4.4并网发电功率预测

并网发电功率预测，此项技术能够通过预测作用，在光伏并网发电系统运行中对可能遇到的各种干扰情况进行预测并采取相应的措施降低影响，光伏并网发电系统的整体水平通过此技术的应用能够有效得到维护。在预测并网发电功率的过程中通过间接以及直接两种方式形成，将其中可能存在的影响因素找出来，提升系统之间的转化效率，对并网发电的功率全面实现预测功能，另外将功能预测中的各项数据严格处理，实现系统的功率预测功能全面开展。

4.5光伏并网发电系统中的安全保护技术

防孤岛保护工作对于发电系统中的检测方法能实现主动保护工作，通过在技术应用中进行实时的仿真实验，对于电网中存在的负载数据进行观察和分析，并且对电网是否可能发生断电的情况进行预测，逆变器也在此过程得到控制，形成对光伏并网发电系统的保护。

5结语

综合所述，光伏发电并网系统是我国当下电力发展科学领域需要加以重视的一个部分。光伏并网发电项目本身有着良好的环境适应能力，同时建设成本相比传统的电力供应系统较低，具有很大的发展空间。国家的发展离不开电力建设这一项基础工作，一味秉承传统的电力供应经营模式无法适应当代社会的需求。光伏并网发电系统兼具供量大和能源消耗低的双重优点，相信能够为我国电力事业的发展增添推力，更加促进我国经济的进一步发展。

参考文献

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