浅谈光伏发电与并网技术

浅谈光伏发电与并网技术

杨进峰

中国电建集团贵州工程有限公司 贵州 贵阳 550002

摘要：随着我国经济实力的快速提升，我国迎来了高速发展的全新时代，光伏发电行业作为促进国家经济发展的一大支柱产业，在我国经济社会发展中发挥着重要的作用。为应对全球化石燃料加速枯竭的能源危机和日益高涨的能源需求,各国大力推动可再生能源快速发展,改变能源消费结构, 可再生能源将逐渐替代常规化石燃料能，而太阳能以其独有的优势成为人们重视的焦点。丰富的太阳辐射能是取之不尽用之不竭、无污染、廉价的能源。近年来，太阳能光伏并网发电发展迅猛，紧跟时代的步伐，大力推进太阳能光伏并网发电的发展。

关键词：光伏发电；并网技术

引言

随着经济的快速发展，对能源的需求也越来越大，一次性能源在未来将会消耗殆尽，基于此，国家大力发展清洁能源，如风能，太阳能，潮汐能等。太阳能作为一种广泛分布且可再生清洁的能源，符合清洁能源的特点，近年来，大量的光伏发电技术越来越成熟，已经得到广泛的应用。

1光伏并网发电系统的基本原理

光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术，通常光伏系统由太阳能电池方阵、蓄电池、控制器、直流配电柜、逆变器和交流配电柜等设备组成。其中太阳能电池方阵和逆变器是光伏系统的基本要素。通过太阳能电池组件的串并联形成太阳能电池方阵，使得方阵电压达到系统输入电压的要求。太阳能通过光伏组件转化为直流电力，通过直流监测配电箱汇集至逆变器（有蓄电池组时，还经充放电控制器同时向蓄电池组充电），将直流电能转化为交流电力。

2光伏发电的国内发展现状

国内发展现状太阳能作为一种资源丰富的清洁能源，在能源领域备受青睐。为使中国光伏发电更加适应未来市场，其目前主要朝着以下 3 个方面发展：a) 引入光伏发电竞争机制。光伏发电工程项目的配置要分地域进行资源竞争，激发光伏发电企业的竞争意识，并且要严格禁止非法收费以及地方性非法保护。b) 加强对可再生能源的利用并解决弃光难题。用电负荷零增长以及火力发电的飞速膨胀使得弃光问题愈发严重。为响应绿色、清洁能源的号召，光伏发电企业要加强对可再生能源的开发以及利用，提高可再生能源在发电能源中的分量。企业应当减小火力发电的规模，抑制弃光问题的出现，加大对配电网以及输电通道等设施的资金投入。c) 提高光伏发电的环保性。虽然太阳能是绿色环保的清洁能源，但是光伏发电在工作过程中还是会对环境造成一定的影响。为尽量提高光伏发电的环保性，中国不仅要及时建立光伏制造影响环境的评估体系，还要对光伏材料进行回收再利用，以提高光伏材料的利用率。

3光伏并网发电施工技术

3.1主要设备

逆变器的最大容量和最小的单位成本之间有着非常紧密的关系，较大容量的逆变器只要发现运行有误，就能直接对系统产生较大影响。因此，想要挑选更好的并网逆变器，就需要对处在实际运用中的光伏发电系统进行一定的考量，除此之外，还要对逆变器的容量进行充分考虑。过压和反极性保护都是并网逆变器的功能，对光伏系统中的逆变器展开相关检查，能够使用直流配电稳定电池电流，保证数据能够精准地传输到控制器上，进而安全地运行系统。把独立网络作为使用设备，同时运用并网逆变器时也能使用这种方式。

3.2关于反孤岛保护技术的分析

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。

3.3加强无功补偿做好防雷措施

无功补偿措施主要是针对低等级的光伏发电微网所实行的一项措施，该措施能够有效地增强电网的稳定性。在运行过程中，光伏发电微网运行中和大电网的运行功率差距较大，所以很容易造成高线损和供电不稳定以及故障问题的发生。可以在与大电网并网运行过程中，调整整体的微网电能传输供应的稳定性，减少波动现象，进而提升电网系统的运行质量，推动电力企业的健康发展。另外，电力企业还应该做好对自然天气的防护工作，尤其是防雷措施，对外部壁垒进行加固。还要加强对电网的检查，对防雷设施和装置进行及时的检修与更换，对于经常出现雷击天气的地区，安装高质量的防雷设施，增加防雷设施数量，减少雷击造成的隐患。

3.4改善电能质量

由于受到天气、温度、组件倾角等因素的影响，光伏发电系统的输出功率会有所变化，造成了发电量的不稳定，使发电量预测的难度增加，对馈入电网的谐波产生影响。并且，随着太阳光照强度的变化，光伏发电功率会对电网潮流中的负荷特性产生一定的影响。光伏发电系统并入电网之后，会对电网潮流的方向、现有电网调度、规划运行方式等产生影响，加大对电网调度及控制的难度。当大量光伏发电系统接入电网后，将加剧电压波动，引起电压调节装置的频繁动作，使电网的电能质量下降。当储能接入光伏发电系统后，由相应的能量转换系统控制储能装置的充放电，可以达到对电网调峰的目的，使光伏发电系统的发电量得到有效控制。此外，储能装置的接入可以抑制电网潮流方向的改变，增加电网的稳定性，从而提升光伏发电系统接入电网之后的电能质量。

3.5改进和优化储能技术

现阶段的储能技术应当要围绕解决以下几个方面的问题进行研究 ：其一，要能够使得储能技术改进光伏发电过程中产生的不稳定输出，也是就是说调节储存与发电之间的数据平衡，使得发电误差的降低来减少对于存储电网的冲击，最终提升光伏发电存储过程的并网友好性能。其二、储能技术要降低光伏发电可能产生的预测误差，从而降低储能系统的备用容量，最终提升电网对于光伏发电的接收性能。其三，在储能技术上有充分利用大规模储存太阳能时的“削峰填谷”，减少能量传输过程中的不稳定特性，增强对于太阳能的利用率，改善存储能量的经济性。另外一方面，储能控制要充分接入到配电网当中，在配电网中，储能接入配电网可以减少或延缓配电网升级投资，并且分布在配电网中的储能还可以在相关政策和市场规则允许的条件下为大电网提供调频、调峰、容量备用和电能质量治理等辅助服务。

结语

综上，光伏发电系统在现阶段电能生产实践中进行应用，不仅能有效缓解电能紧张现状，还能有效控制能源生产实践中的污染问题。在光伏发电系统的应用实践中，并网技术的应用价值显著，因此就光伏发电系统的并网技术应用进行分析与讨论具有突出的现实意义。

参考文献

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