大型光伏发电站的改造和优化探究

大型光伏发电站的改造和优化探究

胡雪明

江西科陆售电有限公司

摘要：随着我国经济的快速发展，能源消耗量也在不断增加，因此，我国应对新能源的有效利用加大重视。而光伏发电在新能源行业的发展过程当中，是十分重要的一项内容，可以对太阳能资源进行有效利用。对此，现阶段需要针对我国大型光伏发电站加大管理力度，并有效实现发电站的改造与优化，使光伏发电站自身的经济和社会效益得到有效提高。本文针对大型光伏发电站的改造与优化进行分析，介绍光伏发电站的建设现状与发展前景，并提出具体的改造和优化对策，希望能够为相关工作人员起到一些参考作用。

关键词：大型光伏发电站；改造；优化

近些年来，伴随着社会经济的持续发展，各行各业对能源的消耗量也在不断加大。为了使我国可持续发展战略得到有效落实，需要高度重视新能源开发与利用。在生产传统能源时，其原料主要为石油以及天然气，其属于不可再生能源，随着这些能源的使用量不断加大，也导致我国的能源总量被严重消耗 同时也产生了严重的环境污染问题。对此，需要有效运用和开发新能源，其中通过应用光伏发电技术，可以合理利用太阳能资源，并有效生产电能，使社会经济的发展需求得到满足。而结合我国光伏发电站的建设现状来看，还应针对相关发电站项目进一步实施改造与优化，从而使光伏发电站的整体运行水平得到提升。

一、光伏发电站的建设现状与发展前景

我国具有辽阔的地域，太阳能资源十分丰富，这也为光伏发电站的发展创造了有利条件。而光伏电站是一类全新事物，并受到我国相关政策的有力支持。与传统发电模式相比，光伏发电站的优势十分显著。首先，在人们的日常生活当中，太阳能是客观存在的，具有取之不尽和用之不竭的特点，因此不会有资源枯竭的问题出现。从环境角度进行分析，太阳能资源有着清洁、无污染的优势，在实际发电中不会有垃圾、有害气体等产生，是十分具有代表性的可再生资源，可以长期进行使用。其次，在实际建设光伏电站时，对地理位置无过高要求，可在山坡、建筑屋顶以及空置的区域等有效建设光伏发电站，这样不仅可以使空间得到节省，而且还能够对闲置空间进行有效利用，具有较高的投资效益。最后，光伏发电站在实际建设时，其投资相对较小，且具有较高收益，相关建造工程的施工比较简单，方便人员进行操作。除此之外，光伏发电站在将光能向电能进行转化时，具有较高的转化率，可以充分满足社会发展需求，因此市场前景十分广阔[1]。

二、光伏发电站的改造对策

（一）温度承受范围

我国气候具有多样性的特点，而且南北气候的温差相对较大。具体来说，我国西部以及北部等地区在冬季时的气温可以达到零下40度，而东部与西部地区在夏季的温度则可以达到零上70度以上。在对电缆进行通电后，其会产生发热现象，而由于光伏发电站的建设位置通常为桥架、屋顶等处，其通风条件相对较差，进而对散热产生影响。在此情况下，电缆需要对90度以上的高温进行承受，因此在实际改造时需要对电缆的耐温范围进行增大。尤其对于我国大型光伏发电站而言，需要对电缆的耐温范围加大关注，合理选择电缆材料，并采取有效的防范对策，避免电缆温度过高[2]。

（二）护套和绝缘层要耐老化

针对光伏发电站的绝缘层以及护套等部件而言，在受到日光、湿度、温度以及紫外线等因素的影响后，容易出现老化问题。而大型光伏发电站在敷设电缆时，其环境往往十分复杂，例如我国新疆地区具有较大的昼夜温差变化，而对于南方地区而言，湿度相对较大。新疆等地区具有强烈的日照以及紫外线，这些因素都会导致光伏发电站的护套以及绝缘层等部件老化速度加快。对此，在改造大型光伏发电站时，需要对相关部件的耐老化性能进行提升，具体需要针对各部件开展耐日照、耐臭氧、耐紫外线以及耐温湿度等的试验工作，从而减缓部件的老化问题，保证光伏发电站的安全稳定运行。

（三）强化耐酸碱和耐腐蚀功能

对于我国的沿海地区，其空气中具有较高的盐雾浓度，而且在盐场附近地区所建设的光伏发电站，其土壤具有较高的含盐量，容易腐蚀相关导体。因此，对于上述地区而言，在对大型光伏发电站进行建设时，对光伏专用电缆的质量也提出了较高要求，需要其具有良好的耐酸碱和耐盐雾性能。具体来说，在对相关光伏发电站进行改造时，需要对其专用电缆采用镀锡铜导体，从而使其对酸碱以及盐雾等的耐腐蚀能力得到有效增强。除此之外，相关工作人员还应开展具体的耐酸碱以及耐盐雾试验，从而明确光伏电缆所具有的耐腐蚀性能，确保能够满足光伏发电站的实际运行要求[3]。

三、光伏发电站的优化措施

（一）光伏阵列优化

在实际优化光伏发电站的光伏阵列时，可以分别从阵列高度、倾角、间距以及高效光伏模块的选择等方面采取优化对策。对于光伏阵列而言，其朝向对太阳辐射的吸收具有重要影响，通常大型光伏发电站主要对固定式光伏阵列进行采用，而其朝向通常为正南方向的倾斜放置，可以使太阳辐射的吸收率得到有效提高。而跟踪式的光伏阵列，其倾角和方位角等可以对太阳光进行跟踪，并合理调节朝向，所以该类光伏阵列具有更大的发电量，但同时需要投入较高的成本。通过优化固定式光伏阵列的倾角，可以使太阳辐射的整体利用效率得到显著提升。而在实际优化固定式光伏阵列的倾角时，通常应对交互式的多目标决策法以及神经网络法等进行采用，并有效建模。与此同时，光伏阵列的间距、高度以及串并联结构等，还会导致局部有阴影产生，进而影响到光伏阵列对光的实际利用效率。因此，相关工作人员应对局部阴影模型进行建立，合理展开计算工作，并采用进化算法、粒子群算法、博弈论法等来有效进行优化

[4]。

（二）合理选择系统设备组件

在优化设计和建设光伏发电站时，相关工作人员应对系统的设备组件进行合理选择。具体来说，在对系统设备组件进行选择时，一方面应对设备组件具有的经济性进行考虑，另一方面还有对组件的极化腐蚀效应以及实际应用效率等进行深入分析，确保设备组件的使用能够满足系统的实际运行要求。

（三）优化逆变器结构和控制

在光伏并网系统当中，控制器与逆变器是十分重要的组成部分。对于太阳能光伏阵列而言，其所产生的电流主要为直流电，而想要对太阳能生产的电能进行利用，应将直流电有效转化为相应的交流电，以此来实现远距离与并网传输。对此，相关工作人员需要合理优化控制器与逆变器的结构，从而使太阳能的利用率得到有效提升。

结束语：

综上所述，在我国能源短缺和环境污染等问题不断加剧的背景下，需要对新能源进行有效开发与利用。太阳能是一种清洁、干净的可再生能源，而通过光伏发电站可以使太阳能有效转化为电能，进而满足社会发展对电能的需求。对此，我国需要对光伏发电站加大建设力度，并要采取有效的改造与优化对策，做好相关大型光伏发电站的建设和维护工作，从而使发电企业自身的经济效益得到提升，保障光伏发电系统的稳定运行，促进我国光伏发电行业的健康发展。

参考文献：

[1]赵清松,王世成,张冠峰,程绪可.大型光伏电站并网系统的无功优化配置方案分析[J].东北电力技术,2021,42(10):5-10.

[2]蔡洁聪,吕洪坤,朱凌云,王伟.光伏发电站热斑检测技术综述[J].电源技术,2021,45(05):683-685.

[3]陈清,郭培育,周晴,吴丽华.集中式光伏发电站设备选型要点[J].华电技术,2020,42(12):78-81.

[4]蒙宁海.大型光伏电站光伏发电系统方案设计[J].红水河,2020,39(06):75-78.