浅谈光伏发电与并网技术

浅谈光伏发电与并网技术

李磊

力诺电力集团股份有限公司 山东省济南市 250100

摘要：近年来，我国使用并网技术较为频繁，这项技术可以加快能源转换率，对推动我国电力发展有着重要意义。但是，目前我国对光伏发电并网技术方面投入的资金和人才较少，因此寻找切实有效的方法进行分析十分必要，有着较高的理论价值和分析意义。

关键词：光伏发电；并网技术；措施

一、光伏发电与并网技术的主要应用优势

相较于以往传统的火力发电系统，光伏发电明显具有更高的安全性和可靠性，且光伏发电在应用过程中不会产生污染排放物及大量的噪声。由于光伏发电是绿色可再生资源，在其使用阶段无需产生燃料的消耗，因此可以普遍应用于各类沙漠、戈壁等环境条件较差的地区。正是由于绿色清洁这一优势，在光伏发电技术未来的发展和应用过程中，也必然不会出现资源枯竭的问题。但与此同时，由于光伏并网技术需要依赖电网来运行工作，这也会导致其供电稳定性受到不同程度的影响。

二、我国分布式光伏发电发展现状

充分应用分布式光伏发电，需对分布式光伏发电做全面的分析与理解。就概念解读来看，分布式光伏发电具体指在用户所在场地或附近建设安装、运行以用户端自发自用为主、多余电量上网、电网调剂为特征的发电设施或是电力输出的能量综合梯级利用多联供设施。就分布式光伏发电的具体应用来看，其具有新颖性，并存在巨大市场发展前景，是具有显著应用价值的发电和能源综合利用方式。分布式光伏发电所倡导的是就近原则，能有效解决电能长距离输送过程中的能源损耗问题。

基于绿色生产和节能降耗的生产大环境，电力企业积极响应国家政策，国家电网公司发布了分布式光伏发电的具体管理办法，为分布式光伏发电的高速度、高质量发展打下了坚实的基础。从2009年开始，我国实施了“金太阳”工程和光电建筑示范项目，并明确规定了对分布式光伏发电项目的补贴要求。在政策的引导下，我国分布式光伏发电呈现出了爆炸式增长的态势。随着光伏发电成本不断下降2020年，分布式光伏进入平价时代，就统计数据来看，我国的分布式光伏发电项目数量目前仍在不断增加，发电量也在持续上升，有效缓解了我国电力资源短缺问题，为社会生产实践提供了良好助力。总的来看，分布式光伏发电在当前的电力生产实践中占据着重要地位，为进一步的发挥分布式光伏发电系统的价值和作用，讨论并网技术应用，实现分布式光伏发电系统和我国电力系统稳定、持续、安全的衔接，实现系统剩余电力的统一调度，对于解决我国电力资源的使用问题有非常突出的现实意义。

三、光伏发电与并网技术分析及应用要点

（一）太阳能电池

太阳能电池为这种新型光伏发电的运转核心。光伏电池随着我国科学技术发展优化完善，最初的光伏电池使用硅作为原料完成工作，这种材料生产成本较高，效率低下，随着近几年生产规模不断扩大，硅材料生产成本不断下降，硅材料光伏组件安装量迅猛增加，分布式光伏进入黄金发展时代。二代光伏电池技术和原材料得以优化，使用的范围变大，内部原料使用非硅成分，这种改良非常成功，可以在降低经济成本的前提下，减少运行期间电力的损耗。当前拥有最新技术的光伏发电内部构成为薄膜电池和晶体硅等，这种设计方式可以大幅度提升光伏发电期间光电的转换效率。

（二）太阳能光伏控制器

控制光伏发电时的电能波动对于延长蓄电池寿命意义重大，太阳能光伏控制器就是为解决电能波动问题而产生的。太阳能光伏控制器提供合适的电压、电流给蓄电池充电，并管控充、放电状况，进而延长蓄电池的使用年限。

作为光伏发电并网系统的核心结构，太阳能光伏控制器（太阳能光伏充放电控制器）规定并控制蓄电池的充电条件以及放电条件，依据负载需求对太阳能光伏电池设备以及蓄电池的电能输出量、电能输出强度进行控制。太阳能光伏控制器控制光伏板进而控制蓄电池的充电性能，并将负载电压供给电压灵敏设备，其具有通信功能、功率调节功能以及保护功能。

（三）增压系统

向电网展开反馈的交流电电流的主要来源是并网逆变器，而对升压变压器的额定值产生影响的电能源于光伏发电系统。分层里的主要分布情况是：逆变器室在上面一层，配电室在下面一层。在对高低压进气柜进行挑选的过程中，高压和低压分别对应的进气柜是中央控制柜和拉出开关柜。除此以外，还要通过计算机对变压器电压和线圈温度展开相关的监控。增压系统能够在同一时间运行多个逆变器，主要由组控制器来对逆变器展开控制，该控制器在减少逆变器损耗的同时，还可以延长其使用期限。

（四）反孤岛保护技术

所谓孤岛效应，即当电网系统内部出现突发状况时，会发生供电中断的情况，但与此同时，发电系统仍保持着负载电压的运行供电模式，并源源不断地进行输出，这就将最终形成独立的孤岛模式。若孤岛效应未能及时得到监测和控制，就会导致系统内部的电频及电压出现问题，从而对用户的设备及工作人员的人身安全造成极大的威胁。针对孤岛效应问题，可以通过利用反孤岛保护技术来进行解决。反孤岛保护技术的科学应用，能够及时在系统电网故障发生的第一时间强制其转为停机状态，从而能够有效防止发电系统持续运行情况的出现。从形式上来看，反孤岛保护技术主要包括远程法、电压扰动法及频率扰动法等，该类技术的应用能够快捷有效地解决光伏电网系统的孤岛效应问题，从整体上提升了电网系统的稳定性及安全性。

（五）光伏发电与并网施工

(1）准备工作。施工人员事先做好测量工作，在特定点位放置电力线路，采用科学的方式焊接支架结构，设置太阳能电池支架安装板路设备，并对配件工程各个位置做好调试以及并网等。（2）在整体施工之前，需要仔细清理光伏屋面，确保现场施工电力使用高度安全，严格按照施工图纸完成安装工作，保证各个环节的安全规范。在铺设电池板前，需要对其进行认真检查，保证电池板没有出现质量问题可以正常使用，精准测试开路电压。施工人员需要重视汇流箱的检查，实际安装中确保性能稳定，每段电缆之间保持一定的安全距离。

（六）太阳能储能装置

作为太阳能光伏发电系统的储能中心，太阳能蓄电池通过平衡太阳能发电量以及供电需求量的关系实现对负载的稳定、持续供电。当太阳能发电量超过供电需求量时，太阳能光伏电池板在满足供电需求的情况下为蓄电池提供备用电量；当供电需求量高于太阳能发电量时，太阳能电池板直接输电给负载并且蓄电池给负载提供备用电量。现阶段的胶体蓄电池以及铅酸免维护蓄电池以其环保性能高、维护需求低的特性而深受喜爱。

四、光伏发电并网技术的发展趋势

现今，光伏发电已经成为先进的清洁能源发电模式，拥有太阳能的所有优点。但因为我国的并网型光伏发电技术出现得比较晚，依然要面对气候变化的影响、价钱比较昂贵、逆变器会发生一定的谐波重叠等各类必须要解决的难题，而且我国还有很多地方缺电或者没有电。随着对光伏发电的深入探究、科学技术的不断进步和计算机网络技术的快速发展，光伏发电技术的问题将有更加周全的解决办法，而且并网型光伏发电技术一定会成为世界范围内广泛运用的发电技术。但是，对于光伏发电并网技术还要进行更加深入的探究，特别是在切换和控制这两个方向。因此，充分研究光伏发电并网技术的控制是非常重要的，在切换这个方向也要寻找更好的解决方法。随着科技的不断进步，之前在并网型光伏发电技术方面忽略的大多数问题，都将成为主要的考虑对象，在未来的探究中终会得到解决。

五、结论

在当前的社会经济发展背景下，全国各大地区都在对光伏发电技术进行探究，在一定程度上提升光伏发电技术不仅可以改善生态环境的污染问题，还可以进一步节约用电、时间和空间成本。尽管我国的并网型光伏发电技术还不太成熟，在发展进步的过程中也必定会遇到许多问题，但清洁能源的发展始终是重点关注的问题，而光伏发电在清洁能源中拥有天然的优势，必然会有非常好的发展前景。

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