探究光伏发电并网技术在电力系统中的应用

探究光伏发电并网技术在电力系统中的应用

孙汉斌

黄河上游水电开发有限责任公司  青海，西宁市  810000

摘要：光伏电网的智能化管理水平越来越高，光伏电网依靠传感器、控制器等实现自动控制与操作，同时，分布式并网技术的开发也为电力行业的电能来源提供了相关的保障。通信技术使得用户信息的采集与管理越来越方便，可以使得电网的使用更加方便，这些创新技术使得光伏电网越来越成为传统电力行业的重要发展趋势。本文对于光伏发电并网技术的应用进行分析和探讨，对其在电力系统当中的重要作用进行分析，为其进一步发展提供了创新的思路。

关键词：光伏发电并网技术；电力系统；应用

1光伏并网技术应用

1.1光伏并网原理

光伏发电主要是依靠光伏传感器等组件来使得太阳能转化为电能进行电力供应，然后把电能输入到配电网从而进行并网的发电，光伏发电系统一般包括光伏电池板、逆变器、蓄电池组等重要设备。在发电过程当中，光伏电池板把光能转换为电能，然后经过逆变，变成交流电进行输出，使得可以与配电网相适应，光伏发电站可以用分布式的方式来进行建立，使其对于现有的配电网进行有效的调节功能，可以直接为用户进行电能的供应，也能进行电能的存储。

1.2光伏并网的工作特性

光伏发电是利用太阳光来进行发电的，因此其容易受到周围环境的影响，比如气候、温度、时间等，所以它在发电的过程当中可能有以下几个特点：第一，光伏发电的效能波动较为严重，因为光伏发电系统由于其所处的状态不同，就可能会使得太阳的光照有效面积不同，晴天光照比较充足，但是在阴天就没有足够的光照能够支持发电，这就使得发电效率波动性较大，无法获得持久的能源供应；第二，输出功率中无功功率较少，有功功率较多，很大一部分光伏发电系统利用逆变器的方式来进行逆变输出，通过对于输出电流的跟踪来实现电压的并网，在这个过程中，有功功率过大，无功功率较小，因此对电网的调节能力较差；第三，光伏发电的并网技术还没有完全走向成熟，其在整个的发展过程当中监测能力较差，在出现故障时无法有效地对其进行解列，因此可能会造成较大规模的电网故障，导致较大的损失。

2电力系统中的光伏发电并网技术应用分析

2.1光伏板开关转换

逆变器设备是太阳能光伏发电系统中自动化检测以及并网发电操作得以落实的重要基础设备。在计划性退网过程中，需要将光伏板一侧的直流开关优先断开，并保证逆变设备处于停止运转状态，随后对于其他的交流开关进行断开处理，结合具体的发展状况，对于各项电气设备进行停电操作，直至光伏电源全部断开。如果光伏电源本身的并网容量数值较小，可以不断开光伏板一侧的直流开关，二是可以保证开关处于打开状态，直接对逆变设备进行停机处理。另一种具有可行性的操作方案是需要将逆变设备一侧的交流开关断开，如果出现了发电装置或者是电网体系安全运行事故，光伏电源也可以进行非计划退网操作，需要度逆变设备和保护装置自动进行检测，由相关人员对事故进行隔离，最大程度降低安全事故发生带来的影响。

2.2并网及独立逆变模式的改变

并网逆变和独立逆变是我国太阳能光伏发电系统的两种主要运行模式，在太阳能光伏发电系统处于开机运行状态后，如果想要促进不同工作模式之间的转化，需要工作人员全方位地检测电网、蓄电池和太阳能电池的电压，确保三者能够始终处于一种稳定的运行状态。光伏发电和电力系统的并网发电对于技术和环境条件的要求相对较高，意味着电网和太阳能电池的电压必须始终维持正常状态，以此维护并网发电系统的正常运行。光伏发电并网技术不仅能够模拟仿真光电技术在运行过程中的状态和方法，并且可以借助关键主设备的信息收集对实际工作过程的运行功率进行预测。在并网发电中，逆变器需要输出电压，提供电网和交流负载所需的能量，一旦电网出现问题则需要立即进行系统检测。在人员检测系统时，并网逆变模式需要转化为独立逆变模式，发挥电源供电不停止的作用，对电网系统进行修复。

3未来光伏并网发电发展趋势及重点

3.1提高光伏电池性能，降低电池芯片生产投入

太阳能光伏发电系统的主要部件是太阳能光伏电池，其主要作用是将太阳光进行转变，使其变为电能。各式硅电池是目前光伏电池的主要形式。在生产加工硅晶体的过程中，会消耗很多的能源，不但使生产投入变得更高，也一定程度影响了环境的保护。衡量光伏电池性能的一个主要标准是光电转换率。从当前的情况来说，具有最高光电转换率的是单晶硅电池，但是其需要较高地生产投入，多晶硅电池的性能与成本投入相对偏低。对于非晶硅薄膜电池而言，其稳定性相对偏差，技术方面还不成熟。要想使光伏发电的功能得到切实发挥，让光伏电池性能得到一定提升，就要解决相应的市场推广问题。

3.2弱化孤岛效应，保障电网运行安全

因为光伏发电网络的一些特点，在其进行并网之后，会产生孤岛效应，从而影响电网的安全平稳运作。对于这种情况，需要对光伏系统中逆变器的控制与检测作用进行增强，使异常状况可以被及时发现，同时给出相应的反应，从而最大限度地减少负面影响。当前逆变器存在一定的不足之处，主要是不能将意外停电与正常的计划停电分辨出来，这样就造成不能有效实施后面的工作。因此，需要更深入的是逆变器的检测本领提升，通过对频率与电压进行控制，将光伏发电网络同主网并网后的影响减到最低，使电网的安全运作得到保障。

3.3人工智能与并网系统的结合

在并网系统中运用智能技术是有一定局限性的，并网系统中的控制系统具有十分复杂的特性。当并网系统产生故障的时候，通常是依赖各线路诊断相应的故障，这对规模较大呈分散形式的并网发电系统而言，是极为不利的。但是当前人工智能迅速发展起来，将人机进行结合是一个很好的选择，将计算机效率高的优势充分发挥出来，再结合相关专业人士的经验，实现自动控制。将人工智能技术运用到并网系统中，可以将并网发电系统中电力方面的故障有效排除，再有问题出现，就可以直接进行应对解决，让维修效率得到提升，使维护投入成本得到减少，从而使电网运作的平稳性得到提高。

总结

我国的光伏发电并网技术在电力系统中的应用对维护我国电力系统的安全、稳定运行有着十分重要的作用，主要体现在光伏板的开关控制转换以及并网和独立逆变模式的转化方面。我国的光伏并网发电技术不仅能够将电网运行过程中存在的孤岛效应逐渐解决，并且可以和智能技术深层融合，促进我国电网系统的智能化发展。

参考文献

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[2]杨艳.光伏发电与并网技术研究[J].城市住宅,2021,28(S1):180-181.

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