光伏发电并网及其相关技术发展现状和展望

光伏发电并网及其相关技术发展现状和展望

史锐秘鹏刘晓星

（国网山东省电力公司阳信县供电公司山东滨州251800）

摘要：能源问题始终都是国际上密切关注的问题。新时代的今天，科学界以及产业界在研发与应用新能源技术中投入了很大的财力、物力以及人力资源。太阳能作为一种高效的、清洁的能源，一直都是人们心中理想的能源类型。在各大理论研究体系日益完善下，光伏技术得以越发完健全。在太阳能转化成为电能中，光伏发电网并网技术发挥的力量不可磨灭。而对于光伏发电并网技术而言，其多样化的结构对光伏企业运营工作有着新的要求。光伏发电并网作为电能输送中关键一部分，可以说其扮演着重要的角色，其是否可以安全运作影响着整个供电系统稳定运作。

关键词：光伏发电；并网；相关技术；发展现状；展望

引言

近年来，随着社会的迅速发展，国家对电力的需求量也在逐年增加，对以化石为能源的发电类企业的环境监管离地日益增高，这使得太阳能、风能等清洁、绿色能源受到了广泛的认可与关注。当前，太阳能光伏发电技术已日趋成熟，能够实现经济与高效运行目标，有利于推动国家经济的迅速发展，并且还能够满足社会能源消耗需求，这使得光伏发电并网及其相关技术的发展成为人们高度关注的对象。

1光伏并网发电系统的设计

光伏并网发电系统是光伏发电系统中的一个重要组成部分，其运行的原理是通过逆变器来发挥作用，向着全社会供应电能。对光伏电池进行陈列，对太阳能实现收集，其设置的位置可以在建筑顶部还可以是荒漠、隔壁等环境中，从而保证太阳能充足的条件下实现光伏电池阵列。DC/DC，为功率跟踪器，此设备能够保证光伏并网发现系统中的功率保持在一定的状态中，通过蓄电池作用的发挥，保证光伏发电项目能够实现调度，最终将电能储存起来，当然同时这对于DC/AC的工作负担也相应的增加。DC/AC是指电网系统与光伏发电系统相互进行连接中所采用的逆变器，通过系统的应用实现了稳定性连接，通过大量的光伏发电项目接入其中，保证了电网实现智能化的过程，也对全社会推广太阳能资源进行提升，对传统电能面临的压力是很大程度上进行了缓解。

2并网光伏发电系统的优势

①能够利用清洁干净的、可再生的自然能源太阳能发电，不会耗用不可再生的且资源有限的含碳化石能源。在实际使用过程中，也不会产生温室气体与污染物，能够较好的保护生态环境，满足经济社会持续、和谐发展需求。②所发电能馈入电网，以电能为储能装置，节省了蓄电池，相比于独立的太阳能光伏系统，可节省大约35～45%的建设投资，大大降低了发电成本。同时，由于其省去了蓄电池，还可提升系统的平均无故障时间与蓄电池的二次污染。③分布式安装，就近就地分散供电，灵活的进入、退出电网，可有效增强电力系统抵御灾害的能力，改善电力系统自身的负荷平衡状况，降低线路损耗。④可发挥调峰效用。就目前情况来看，联网太阳能是世界上个发达国家在光伏应用领域中竞争发展的关键，是世界太阳能光伏发电的主要发展趋势，市场较大，发展前景十分可观。

3光伏并网发电系统中的关键技术

3.1并网逆变器控制技术

并网逆变器可确保光伏并网发电系统的灵活性，进而使得工程的多样化需求得以满足，为太阳能始终处于最佳的转换状态提供保障。同时，逆变器还可控制光伏并网发电系统的工作模式，为电流提供直接或间接控制的方法。近年来，随着科学的迅速发展，间接与直接控制不断融合发展，较好的发挥了间接、直接电流的控制效果，弥补了双方的缺陷，融合之后的并网逆变器控制能够实时跟踪电流变化情况，以保证电流的稳定性。并网逆变器控制重点技术主要包括：①数字控制技术，该技术是并网逆变器控制技术的重要基础，是一种热电技术。②PID控制技术，其主要是采用全量、增量的方法支持逆变器的运行，此类技术相对成熟。③重复+PI混合控制技术，此类技术具有复合的特征，能够以复合的方式控制逆变器的运行，从而确保逆变器的稳定性。

3.2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。

3.3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光伏发电并网系统发展前景

近年来，随着科学技术的迅速发展，我国在光伏发电并网系统方面已经研发出了一些新型技术，在光伏发电并网系统的控制与切换方面依旧需要继续、深入研究分析。为了提升光伏发电并网系统的工作效率，必须全面掌握光伏发电并网系统的控制，并且还需妥善解决并网光伏发电系统的切换问题，以确保光伏发电并网系统能够大规模的运用于普通用户。光伏发电并网系统是太阳能发电的应用系统，具有太阳能发电系统的所有优势，但其还具备价格贵、投资高、发电量受气候变化影响等方面的缺陷，是现阶段并网光伏发电系统运行存在的主要问题，但随着日后科技的不断进步，并网光伏发电系统必将成为全民的发电系统。

结束语

综上所述，光伏发电这种新能源发电技术，在经济性、环保性上发挥着巨大优势。但也正是因为这项技术诞生不久，其还有很多方面需要进行完善，特别是光伏发电系统并网大电网中的问题，会影响着整个电网性能。所以，在光伏发电上，不但要加大力度研究并网技术原理，而且也需要保证配电系统规范的安全性、合理性，以促进光伏发电系统并网大电网稳定运作。另外，西方发达国家比我国更先引入了光伏发电并网技术，在具体应用中，我国可以借鉴和学习西方国家经验和做法，进而来弥补我国在这方面的不足，但需要结合我国国情以及光伏发电并网技术具体情况，针对性、有目的借鉴和学习，这样才能够更好的完善我国光伏发电并网技术。

参考文献：

[1]周林，杨冰，郭珂，等.光伏并网系统中直流注入问题最新进展及发展趋势[J].电力系统保护与控制，2012（40）：147~155.

[2]杨玉林，龚跃玲，张玲．光伏并网逆变器的仿真研究[J]．电子设计工程，2011，19（20）：2226.

[3]罗杰.光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望[J].低碳世界，2016（27）：71-72.

[4]袁野，韩延龙，陈国强.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].科技经济导刊，2017（14）：69-70.