光伏发电并网技术探析

发表时间:2020/12/10   来源:《当代电力文化》2020年21期   作者:雷大东
[导读] 光伏发电并网的主要作用是将太阳能转化成电能,通过逆变器的作用将其传送到电网,最终实现电力能源的供应。
        雷大东
        福建大东电力建设有限公司  福建福州  350700

        摘要:光伏发电并网的主要作用是将太阳能转化成电能,通过逆变器的作用将其传送到电网,最终实现电力能源的供应。光伏发电并网的各种技术要素非常多,从结构上来看十分复杂,此项技术的关键点是对太阳能实现转化,解决电能消耗问题,将清洁型能源更多地应用于生产生活中。
        关键词:光伏 并网  电力系统
        
        太阳能发电是传统发电的有益补充,鉴于其对环保与经济发展的重要性,各发达国家无不全力推动太阳能发电工作,中小规模的太阳能发电已形成了产业。太阳能发电有光伏发电和太阳能热发电两种方式,其中光伏发电具有维护简单、功率可大可小等突出优点,作为中、小型并网电源得到较广泛应用。并网光伏发电系统是当下电力发展科学领域需要加以重视的一个部分。国家的发展离不开电力建设这一项基础工作,并网光伏发电项目本身有着良好的环境适应能力,同时与传统的电力供应系统建设成本更低,具有很大的发展空间,相信能够为我国电力事业发展提供巨大推动力,更加促进我国经济的进一步发展。
        1.太阳能光伏发电并网技术
        太阳能光伏发电是太阳能光伏发电并网的前提。太阳能光伏发电主要采用高纯度硅材料制成的太阳能电池板,白天吸收太阳辐射,光电子在硅材料表面接收到光能后会被激活,形成电流后储存在电池。依据有没有作为储能装置的蓄电池,可以将其系统具体分为两种,即可调度式并网光伏发电系统和不可调度式并网光伏发电系统。前者带有储能装置,能够使系统实现不间断供电,而后者在主电网发生断电时,系统对电网的供电工作会自动停止。在并网方面,还应关注并网光伏发电系统在电能质量、功率、孤岛保护、电压保护、频率保护、电网恢复等方面的具体要求,实际应用中需要引起高度重视。
        2.并网光伏发电系统基本结构
        在并网光伏发电系统的基本结构中,包括了光伏电池阵列、功率追踪器、蓄电池组、逆变器和交流负载、交流电网等多个部分。其中,逆变器可以把光伏电池板产生的直流电能转化成为与电网电压同相且同频的交流电,实现电网和光伏发电系统的连接作用。目前来看,作为具有重要作用的逆变器存在五大发展趋势,首先是拓扑结构越发简单,生产成本逐渐减低,体积逐渐变小;其次,是允许的直流电压输入范围逐渐增大;接着是其对软开关技术的应用逐步加强;然后是对于多电平逆变器的应用渐渐增多;最后是三相并网逆变器的逐渐发展。现阶段,一般的并网光伏发电系统具有三个特点,一是光伏发电系统的输出会受到温度、光照等相关环境因素的较大影响,输出功率会因此产生变化,具有一定的不稳定性和不可调控性;二是光伏系统的生产成本较高,系统多采用MPPT(最大功率点跟踪)技术,电网对于光伏电能的吸收和利用要求较高;三是系统本身只对有功功率予以提供。


        3.并网光伏发电系统的关键技术
        一是并网逆变器的控制技术。并网逆变器是整个并网光伏发电系统中实现光伏系统与电力系统连接的重要装置,因此,并网逆变器控制技术意义重大。该技术的中心控制方法主要采用PID控制方式,即利用电流实现控制。PID控制技术有效地使整个光伏并网发电系统始终处于一个动态的运转形式,实现了系统内部电流的不断传输,这样保证了电网和光伏并网装置中的电流统一,对逆变器连接时可能产生的缺陷也进行了适当弥补;另一方面,它有效维持了系统中的整体电压,促进了整个并网光伏发电技术中的最佳功率形成。
        二是最大功率点跟踪技术。是分析整个并网光伏发电系统所处的环境,再依据当地的温度、湿度以及光照等自然气候因素,可调节性地调节并网,这个过程中要以发电系统的自身情况作为基准绘制过程图,进而以这些数据作为基本参照,追踪并网光伏发电系统的功率情况。需要说明的是,最大功率点跟踪技术直接影响整个并网光伏发电项目的运行效果,在日常运用中主要有扰动观察法和电导增量法。扰动观察法是指记录好系统受到扰动后电功率的变化情况,然后以此确定系统的最大功率发生位置,同时能够显示电压变化,进而达到发电扰动的效果,实现对整体功率状态的跟踪。电导增量法是利用变化量与瞬间电导数据的变化,列举出光伏列阵中的一些曲线变化并得出峰值,该峰值是这个并网光伏发电系统的最大功率点。
        三是安全保护技术。电力系统若发生安全事故,会带来巨大的人力、物力和财力损失。因此,对并网光伏发电系统进行安全保护十分必要,最主要的安全保护就是防止光伏倒送电现象发生。一般采用相应的应用技术展开仿真模拟实验,并对实验中整个并网光伏发电系统的反馈数据加以观察分析,预测光伏发电系统日后具体运行中可能会出现的不良情况,然后结合情况制定应急处理方案,进而实现对并网光伏发电系统的安全保护。
        4.结论
        综合所述,并网光伏发电系统是当下电力发展科学领域需要加以重视的一个部分。国家的发展离不开电力建设这一项基础工作,并网光伏发电项目本身有着良好的环境适应能力,同时与传统的电力供应系统建设成本更低,具有很大的发展空间,相信能够为我国电力事业发展提供巨大推动力,更加促进我国经济的进一步发展。
        参考文献:
        [1]李彦君.光伏发电并网技术的问题与建议[J].科技经济导刊,2017
        [2]袁野,韩延龙,陈国强.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].科技经济导刊,2017
         
        
         
         
         
         
         
       
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