太阳能光伏发电并网技术的应用分析

太阳能光伏发电并网技术的应用分析

李国庆 刘雪梅 鲁晓峰 徐鹏

天津优智恒新能源科技有限公司 天津市西青区 300384

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

1太阳能光伏发电并网技术概况及应用特点

1.1概况

光伏发电并网技术是指光伏发电系统直接并入电网的技术。其工作原理是太阳能组件产生直流电，再经过并网逆电器转化，成为符合电网要求的交流电，最后直接接入公共电网。并网发电系统分为带蓄电池和不带蓄电池两种技术。带有蓄电池的并网光伏发电系统，具有可调度性，并且根据自身需要并网或退出，还具有电源功能。不带蓄电池的并网光伏发电系统不具有可调度性和可操作性，一般用于国家大型系统。光伏发电并网有集中式大型并网光伏电站和分散式小型并网光伏电站。

1.2应用特点

空间上的节约。太阳能光伏发电相比于风力发电所占据的空间大大缩小，太阳能光伏发电所需场地占风力发电所需面积的50%左右，在一定程度上降低了空间成本，相比其他大型发电厂而言，太阳能光伏发电并网过程中大大缩小了工作人员和设备投入。

时限上，太阳能发电具有明显的时间特征。太阳能光伏并网发电系统一般在白天收集太阳能，特别是太阳辐射强度较大的中午。在夜晚或阴天阳光较弱的情况下，太阳能储存能量较少，甚至没有光照给予。随着科学技术的转变，人力太阳能在一定程度上改变了太阳能光伏发电的稳定性，保证了太阳能发电电力的稳定供应。

结构上，太阳能光伏发电是利用半导体光生伏特效应将太阳能转化为电能的技术。这种发电技术的具体效果受到太阳能电池板材料类型和布置的影响。因此，在太阳能光伏并网技术的应用和展望过程中，不断寻求发电性能较好的材料和太阳能电池板布置的组合，可以大大提高太阳能光伏供电能力。太阳能光伏并网技术将是未来能源技术的发展方向。

2太阳能光伏发电并网技术应用

2.1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。

2.2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。在并网逆变器工作时，还要提供直流配电监测，用于维护并网逆变器的安全度，同时并网逆变器连接到太阳能光伏电池组件，而且逆变器能够分散光伏发电并网系统，以独立的形式存在，维护光伏发电并网系统的可靠性。

2.3升压系统

光伏发电并网技术，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，例如:箱型干式变压器，确保升压系统的稳定性。在光伏发电并网技术中，升压变电站，更为两层结构，上层是逆变室，监控逆变器的安全运行，下层是配电室，为升压系统提供电能支持，升压变电站中，科学的配置高、低压进线柜，引入计算机监控系统，实时监督升压变电站的工作情况，升压变电站的监控，与逆变室监测同步，维护太阳能光伏发电并网技术的工作效率。

2.4保护措施

太阳能光伏发电系统需要注意保护系统的布置和设置。太阳能光伏发电并网系统主要由太阳能电池板组件，控制器和并网逆变器组成。在实际应用中，由于能量的变化和电压的变化，电力系统可能会受到不利的影响。因此，太阳能光伏发电保护系统是非常关键的。电力保护系统包括升压变压器在高温环境下运行时的跳闸保护，以及专门针对电压过高或频率不稳情况下的电容器开关柜保护等。

2.5防雷系统

防雷系统的应用，专门解决太阳能光伏发电并网技术中的雷击问题。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。例如:变电站等构筑物的屋顶，安装避雷装置，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，合理接地，而且电气设备要实行外壳接地，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。

3太阳能光伏发电并网应用注意事项

3.1电压波动

由于光强对并网太阳能光伏发电系统功率转换和输出的影响，在实际应用中，太阳能光伏发电可能由于季节变化和天气变化等自然因素而表现出不稳定的输电性能。因此，在太阳能光伏发电技术应用过程中，通过各种手段来保证太阳能光伏发电系统的稳定性，是工作人员需要特别注意的内容。为保证太阳能光伏发电稳定性，可以通过加强对电压的控制，也可以通过人工太阳能等方式保证太阳能的稳定供给。太阳能光伏发电的稳定性对保证供电安全，提高输电设备和供电设备的使用寿命具有十分重要的意义。

3.2谐波

太阳能光伏发电并网技术，提供可以接入到电网中的电能，并网与电网的电流，频率和相位相同，同属于正弦波电流，并网和电网的相互作用过程中，会在并网系统中引起谐波，形成谐波污染。我国电网中，对电网谐波有明确的规定，如下表1，在太阳能光伏发电并网技术应用中，一定要注意谐波问题，通过表1中的数据，评估光伏发电并网中的谐波危害，当太阳能光伏发电系统接入到电网系统之前，应该合理的检测谐波电流，促使电流达到规范的标准，如有谐波干扰，就要安装滤波器等，消除谐波干扰。

4太阳能光伏发电并网技术应用的未来展望

太阳能光伏发电并网技术是目前正在进行研究和推广的一种潜力巨大的新型技术，就目前而言推广还不十分广泛，并且受到地域和环境限制，在某些区域应用效果良好，但还不完全适应供电系统。目前对于太阳能光伏发电并网技术的应用重点在于提供充足稳定的太阳能量，以及提高太阳能电池板的能量转化率。随着人工太阳能以及新型材料的不断研发，太阳能光伏发电并网技术的前景良好。通过对太阳能光伏发电并网系统相关设备的研究及改进，进一步优化并推广该技术的应用，从而提高能源利用率，为生产生活提供更为清洁、高效、稳定的能源供给，具有十分重要的现实意义。

结语：

现如今，世界范围内积极鼓励新能源的探索和研发，太阳能作为其中重要的核心部分，自然是需要投入更多的时间，精力和财力方面的东西，把太阳能所占的比例提升到了某一个程度，刺激了其正常的发展水平，也是能源的使用率和利用率不断提高，因此重视对其相关技术的研究具有十分重要的意义。

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