太阳能光伏发电并网策略研究

太阳能光伏发电并网策略研究

李华岳 

吉林通榆鲁能新能源有限公司  吉林省  137200

摘要：太阳能光伏发电并网技术属于一项先进技术，其使用效果的影响因素较多，尚需进行积极探究。为了提升太阳能光伏发电并网技术的应用效果，需要针对其应用策略进行分析。

关键词：太阳能；光伏发电并网；策略

1导言

我国目前正处于经济和社会发展的大背景下，提高太阳能发电技术在一定程度上既能解决环境污染问题，又能节约资源的浪费。虽然目前国内的光伏并网技术还不够成熟，在发展的过程中肯定会遇到很多问题，但是发展清洁能源一直是我们所关心的问题，而太阳能作为一种清洁能源，有着得天独厚的优势，它的发展潜力将会很大。

2太阳能光伏发电并网形式

太阳能光伏发电并网是指将太阳能电池组件产生的直流电经过逆变器转换成符合市电电网要求的交流电，然后接入公共电网，或接入用户端高压、低压母排上。按照光伏发电系统规模和安装形式的不同，太阳能光伏发电并网形式分为集中式光伏发电并网和分布式光伏发电并网。

2.1集中式光伏发电并网

集中型并网就是把光伏发电的电量直接传送到公共性电网中，在公共电网中统一分配后再发放给客户。全过程保持与大电网的单边电力工程互换，额定电压超过10kV。集中型发电系统一般由数千个太阳能组件和光伏发电开关站所组成。在大面积的沙漠、荒原或水面集中建立大型光伏发电站，电能被直接并入高压输电系统，由高压输电系统统一调配，向用户供电。集中式光伏发电并网系统与高压输电系统之间的电力交换是单向的。大型光伏发电站的位置通常比较偏远，需要通过长距离输电线路送电入网，会产生一定的线路损耗。

2.2分布式系统并网技术

分布式系统并网就是把光伏发电的电量直接分发送给用电量负荷上，假如用电量产能过剩或不足就连接大电网进行调节。全过程和大电网保持双重互换。分布式光伏发电主要由太阳能电池组件、保护设备、电源电路、逆变器和电源插座几部分组成。太阳能组件作为光伏发电系统的关键部件，具有将太阳能转换为电能的功能。逆变器是将直流电源转换为交流电源的装置。因为太阳能组件产生的能量被归类为直流电源，在具体运行中绝大部分负荷为交流负荷，要求此设备把

3太阳能光伏发电并网策略

3.1防雷设计

首先，防直击雷措施。直击雷是直接针对太阳能电池阵列、电气设备或配电线路产生的雷击，预防直击雷的主要措施为安装避雷针，但是如果电站所处位置较低，且周边建筑物高度较高，则应根据实际情况不应用避雷针，而是采用屋顶电池组件支架和外壳接地的方式。由此，既能起到防雷击的作用，还可在一定程度上节约成本。其次，防感应雷措施。太阳能光伏发电系统中的雷电浪涌能够对太阳能电池阵列本身产生影响，也能对相关的配电线路、接地线等产生影响。如果接地线附近的雷击导致大地电位上升，并超过电源电位，则能出现雷电浪涌由接地线侵入的情况，且接地线能够向电源方向产生反向电流。为了避免此类情况，应将浪涌保护装置安装于直流输入主回路和防雷汇流箱中，再将防雷汇流箱安装于屋顶光伏发电并网系统的逆变器与其他组件之间，能够保护屋顶太阳能电池组件，避免受到雷击影响。同时电池组件检修范围显著缩小，相关的检修工作和维护工作的便捷性增加。将避雷元件安装于配电箱中，可以避免浪涌电流和雷电波侵入低压配电线。

3.2控制分布式光伏发电系统风险

分布式光伏发电因为其发电系统规模不同，因此产生一种家庭安装的发电系统，能够实现在家庭中进行安装，这也是广泛受到应用的一种分布式发电系统。这种发电系统在南方应用较多，因为其日照时间长，能够吸收更多的太阳能，但在家庭中安装分布式发电，需要严格按照安装要求进行安装，并对风险控制技术进行深入的研究，既要保证并网后电能质量，同时也要保证电能传输的稳定。并网技术的应用与研究可以用过规范性操作对发电系统存在的风险进行有效控制，比如在家装分布式光伏发电中大多都会将发电系统安装在房屋之上，而在并网时需要安装避雷针，这样能够有效控制光伏发电系统受到雷电的破坏。也可以运用监控设备对发电系统进行监控，这样能够及时发现发电系统存在的安全隐患，同时也能第一时间解决存在的问题，保证发电系统并网的稳定。

3.3逆变器最大功率追踪

第一，扰动观察法。其原理在于每隔固定的一段时间，减少或增加光伏阵列输出电压，同时以机组输出功率的变化方向为基础，合理调整光伏系统输出电压，以使输出功率上升至最大功率点。该方法具有较显著的优势，应用过程简洁，对传感器精度的要求不高，但与此同时，该方法易导致最大功率周边出现震荡情况，进而导致一定程度的功率损失，且步长的设定难以满足响应速度和追踪精度的需求。如果光伏发电系统所在的环境中出现剧烈的温度变化和光照变化，扰动观察法的应用效果会显著下降。第二，恒电压追踪法。其原理是在光照强度不同的情况下，光伏发电系统保持一致的输出电压，从而持续输出最大功率。这一方法的主要优势是应用过程简洁，但缺点也较明显，其仅能在温度不变的环境下发挥作用，但实际上，环境温度必然持续发生变化，功率损失较大，会使方法的应用效果受到影响。特别是当太阳能电池结温上升幅度较大，可能出现阵列伏安曲线和系统预定工作电压之间无交点的情况，导致系统振荡。为了避免环境温度变化导致系统受到严重影响，可以事先在不同温度环境下测定光伏阵列的最大功率点，并将其存储于控制器中。在控制器运行时，可以根据光伏阵列温度设置相应的电压给定值。另外，也可以在光伏发电系统中加装1块光伏电池模块，检测其开路电压，计算固定系数，从而获取最大功率点的电压。第三，电导增量法。是指采用对比光伏阵列电导增量和瞬时电导值的方式，调整控制信号，从而跟踪最大功率点。应用该方法时，需要先测量光伏阵列输出电压、电流变化情况，之后才可确定控制算法。从实际应用来看，电导增量法属于扰动观察法的升级版，但是电导增量法的精确度更高，响应速度更快，同时不易出现稳态振荡的情况。该方法对系统硬件提出的要求也更高，特别是需要传感器具有更高的精度，整体的使用成本较高。

4太阳能光伏发电并网技术的发展趋势

目前，太阳能光电技术已成为一种具有太阳能优势的高洁净能源发电方式。但由于我国的太阳能光伏发电技术起步较晚，在气候变化、价格昂贵、逆变器产生谐波干扰等诸多问题的情况下，太阳能光伏发电技术仍需完善。随着人们对太阳能的深入研究、科学技术的不断发展以及计算机网络技术的飞速发展，将使太阳能光伏发电的问题得到更全面的解决，同时，并网的太阳能发电也必将在全球得到广泛应用。然而，关于光伏并网技术的研究仍需进一步探讨，尤其是在转换与控制方面。所以，对光伏并网技术的控制进行深入的研究，在转换方面也应寻求更好的解决方案。随着技术的发展，很多以前被忽视的并网光伏技术，都将会在以后的研究中被解决。

结束语

总之，太阳能光伏发电并网得到了充分重视，首先需要明确其中的系统组成和设备选型，并选择合适的逆变器最大功率追踪方法，同时需要开展合理的防雷设计等，以尽量优化太阳能光伏发电并网的应用效果。根据太阳能光伏发电的实际使用效果，太阳能光伏发电并网技术具有较高的推广价值，可以提升相关的经济效益和环境效益。

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