光伏发电并网技术的应用

光伏发电并网技术的应用

段占辉

（国核工程有限公司上海市200233）

摘要：随着我国科技的发展，我国的太阳能光伏发电技术也日益成熟，太阳能光伏发电并网技术在实际运用中的运行方式也逐渐变得多元化，现如今太阳能光伏发电系统不但可以进行独立的运行，还能够在太阳能光伏发电并网技术的支持下实现并网运行，使我国的电力资源可以让社会各个领域的生产、生活需求得到满足。

关键词：光伏发电；并网技术；应用

一、太阳能光伏发电并网技术的概述

1.1运行原理

太阳能光伏并网系统主要是将太阳能光伏阵列产生的直流电转变成公共电网电压同频同相的交流电，以满足当地用电荷载和公共电网送电的需求。通常公共电网系统是无限制交流电压源，若太阳能光伏阵列发电量低于当地荷载用电量，可由公共电网输送进行供电；一旦超过当地荷载用电时，太阳能光伏系统能够将多余的电能存储到公共电网中，达到并网发电的目的。

1.2组成部分

太阳能光伏发电并网系统由五部分构成，包括太阳能电池光伏阵列、控制器、MPPT控制、驱动电路和DC变换器。其中控制器负责对逆变器并网电流的波形、功率和光伏电池最大功率点进行控制，适时监控，确保电网传送的功率和太阳能光伏电池阵列输出的最大功率相吻合。变换器负责将太阳能光伏阵列输出的直流电转化成正弦交流电，并储存到公共电网中，保证电网供电稳定。

二、光伏发电并网技术的发展现状

2.1光伏并网发电系统的关键技术

光伏发电并网其中的一个关键技术是最大功率点跟踪技术，分析其环境中可能对并网造成影响的因素，比如光照、温度等，这样明确了光伏并网发电系统的所处环境，减少后期问题的存在。最大功率点跟踪技术不仅与光伏并网发电系统之间存在直接关联，还可对并网光伏发电的最大功率点进行相应的跟踪，这是根据绘制的特性曲线以及曲线的变化情况完成的。另一个关键技术也是核心设备的并网逆变器，其设计和控制方式是光伏发电并网系统核心内容和关键技术，如今使用的大部分是电压型逆变器。

2.2明确检修目的，加大管理力度

想要全面排除设备故障隐患，首先要明确检修目的，确保工作的高效率、高质量。这对检修人员要严格要求，不仅要提高对工作提的重视，在检修时制定明确的检修任务，并保持一定的积极性，保证工作的完善和落实，相应的验收工作也不能放松。其次要对检修程序加大管理力度。针对不同的检修人员问题，规范和完善检修信息的记录，不断提升管理力度。

2.3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。

三、太阳能光伏发电并网技术的应用

3.1并网技术系统的设计

3.1.1子系统设计

太阳能光伏发电系统中的子系统都是独立存在的，由三部分组成：光伏子系统、并网逆变器系统和直流监测配电系统。子系统的目的是通过并网逆变器将三相交流电传输到升压变电器，然后将电流储存到电网中，确保电网稳定供电。

3.1.2主设备的选型

在应用太阳能光伏发电并网技术时，单台逆变器容量越大，单位造价就越低，但是由于单台逆变器容量过大，一旦发生故障问题，直接影响到整个系统出力状况，因此需要按照光伏组件安装的具体情况，选择相应的并网型逆变器。

3.1.3升压系统

由于并网逆变器的交流电为308V，需要经过升压变压器后才能入网，因此必须按照太阳能光伏发电并网设备，选择合适的升压变压器。同时建立计算机监控系统，监测升压变电站的运行状态，准确掌握发电量、电压、铁心、线圈与电流等信息数据，实现多路逆变器内部群控器的同步运行，延长逆变器使用期限，节约能耗。

3.1.4保护措施

设备在高温运行情况下，升压变压器会自动跳闸，保护设备稳定运行。对于电压超过限定值时，电容器开关柜的测控保护装置会充分发挥自身作用，让太阳能光伏发电并网技术中逆变器实现自动脱离，以免系统遭到损坏。

3.1.5防雷接地

为了防止太阳能光伏发电并网技术出现雷击的现象，需要通过独立引下线将环形避雷带安装与升压变电站的屋顶和光伏电池组件上，并在电气设备上安装接地装置，做好设备外壳的接地工作，确保太阳能光伏发电并网技术应用的设备安全稳定运行，从而为操作工作人员的人身安全提供保障。

3.2发电量的设计

3.2.1光伏电池的安装

在太阳能光伏并网发电过程中，光伏发电的安装直接影响到系统发电量。因此在安装光伏电池时，需要严格按照规定要求进行，保证发电量达到最佳状态。例如在某科技有限公司应用太阳能光伏发电并网技术的过程中，在建筑斜面上安装光伏电池组件时，需要使用半阴框方法，沿着斜屋面方向设置框架，将电缆线安装于金属框的型材腔内，确保屋面排水畅通。然后按照太阳电池组件点连线的连接和布设要求，采用全隐框方法在房屋顶部中央走道上方的顶棚预埋电缆管。同时根据建筑玻璃幕墙的制作工艺，使用中性硅胶对屋面、墙体的做密封处理，保证密封完整性。

3.2.2光伏电池的温升

太阳电池和建筑的无痕衔接，需要重视太阳电池的通风效果，以免太阳电池温度超过设定值，给发电效率带来不利影响。例如光伏电池内部含有晶体硅，当晶体硅的温度高于27℃，每上升1bC功率时，发电功率的损失会增加4j。这就需要工作人员结合所处的环境，安装光伏电池，保证处在良好的通风环境中，以免光伏电池的温度上升，从而提升太阳能光伏发电效率。

3.2.3辐射量

在不同时间段，由于太阳光子分布不稳定，造成太阳辐射量分布不均衡。因此为了保证太阳能光伏发电并网系统能够获得足够的太阳辐射量，需要按照光伏电池组的倾斜角度，结合气象台提供的太阳辐射量来确定实际需要的太阳辐射量。

3.2.4并网光伏系统的效率

并网光伏系统的效率主要包括光伏阵列效率、逆变器的转换效率和交流并网效率。其中光伏阵列即是在1Kw/m2太阳辐射强度下，实际直流输出功率和标称功率之比。逆变器的转换效率是输出交流电功率和直流输入功率之比，通常大型并网逆变器平均效率为90%。交流并网效率即是从逆变器传输高压电网的传输效率，以提高变压器功率。在不考虑玻璃反射的基础上，太阳能光伏发电并网技术在运行过程中，系统的电池方阵串并联的功率耗损5%，逆变器转换效率达到90%，电缆线连接的线路损耗2%，太阳电池由于受太阳光的防渗，损耗5%。

结语

随着能源消耗量不断增大，世界各国都在积极鼓励探索和研发新能源，其中，太阳能作为探索新能源的重要核心部分，必然需要更多时间与精力、财力方面的投入。将太阳能所占的比例提升到某一个程度，能够提升太阳能正常的发展水平，这也能够提高能源的使用率与利用率。所以，对太阳能光伏发电并网技术的研究进行重视，这具有十分重要的意义。

参考文献：

[1]陈炯亮.太阳能光伏发电并网技术的应用现状与对策[J].科学技术创新，2015.

[2]肖大鹏.光伏发电并网大电网面临的问题与对策[J].通讯世界，2014.

[3]郭志波.关于光伏发电并网大电网面临的问题分析与对策探讨[J].中国高新区，2017.

作者简介：

姓名：段占辉（1977.12.10—）；性别：男；籍贯：河北省保定市；民族：汉；学历：本科；职称：中级；职务：电气专业经理；研究方向：核电调试；单位：国核工程有限公司。