杨成
新疆天富能源股份有限公司电力调度中心 新疆石河子市 832000
摘要：集中式光伏发电受天气因素影响较大，分布式光伏发电系统输出功率（输电量）主要与天气状况及太阳辐射强度相关，我国国家气象局将天气类型划分为３０多种，天气晴朗时阳光辐射强度高，光伏发电量多；当天空有云层时，云层大小和厚度的不同又造成太阳辐射强度不同，太阳电池接受的照射光强有变化，所以发电量具有较大波动性和间歇性％若将光伏发电直接并网，对电网的电力调度会造成麻烦。因此，需要对集中式光伏发电系统发电量进行预测，为电网的管理和维护提供调控数据。
关键词：光伏发电系统；发电量；预测；温度；光伏组件
引言
近年来，为了减少对自然环境的污染，人们致力于对潮汐能、地热能、风能、生物能等可再生能源的开发。在国内外的大环境中，光伏电站发电技术的开发均得到了广泛使用。如今光伏电站发电技术仍存在缺点和不足，因此对于集中式光伏电站发电系统的研究和开发要不断向前。
1光伏电站发电技术在国内外的发展
1.1光伏电站发电技术在国外的发展
发电站利用光伏发电是将光能转化为电能的一项具有潜力的发电技术。在国外的市场发展中占据较大优势，成为新能源企业不可或缺的新型技术。光伏发电利用可再生的太阳能资源作为资源来源，从根本上减少了投入的资金。根据权威部门发布数据显示，欧洲国家如德国、美国和日本等正在加紧对光伏发电技术的研发进程。但是随着科技的快速发展，国外光伏电站发电技术已经被新型的光伏电池技术逐渐替代。现阶段，美国制造的六-接合点III-V太阳能电池因具有较高的电池效率引起了各国科学家越来越多的关注。
1.2光伏电站发电技术在国内的发展
中国科技的发展实现了从跟跑、并跑到领跑三个环节的连续发展，光伏电站发电技术的发展亦是如此。最开始借鉴国外光伏发电技术成功的经验和失败的教训，在新能源企业不断努力和国家政府的大力支持下，我国光伏电站发电的技术水平发展到和国外技术并驾齐驱，为国内光伏发电市场开辟了新的方向。现阶段，我国光伏电站发电技术在研究人员自主研发和创新的努力下在全世界达到了领跑阶段。今年在国家能源集团和碧桂园集团的通力合作下，第一个光电建筑(BIPV)应运而生。国内第一座光电建筑-铜铟镓硒(CIGS)的成功建设解决了地面电站占地、存储能量设备花费高的问题。光电建筑将光伏发电技术与建筑工程的完美结合，实现了将光能高效利用的目标。
2硬件设计
集中式光伏发电控制系统核心硬件为ＰＬＣ控制器，选用的型号为三菱ＦＸ５Ｕ－６４ＭＲ。光伏发电控制系统的输入信号主要分为指令信号和位置／保护信号两类，指令信号有急停、复位、自动／手动等；位置／保护信号有方向旋钮、摆杆限位信号等。该控制系统可控制摆杆沿东西、西东以及垂直方向移动；利用旋钮可控制光伏组件向东、西、南、北四个方向旋转，以获得最多太阳光能。ＰＬＣ控制器输入信号还包括测量光伏组件倾角的倾角传感器，为模拟量电流信号；温度传感器，用于检测光伏组件的温度；光照强度传感器，用于检测太阳光的光照强度。控制系统根据采集的温度、光照强度数据，控制摆杆以及光伏组件自动移动或旋转，利用倾角传感器实时测量摆杆和光伏组件的倾角。光伏发电控制系统的输出信号主要由继电器和接触器构成，如控制灯光色变的继电器、控制蜂鸣器开关的继电器、控制直流／交流电信号的继电器，控制光伏发电系统离网以及并网的接触器等。
3软件设计
3.1ＰＬＣ设计
集中式光伏发电控制系统设置有手动、自动两种控制模式。
手动模式时，旋转／按下旋钮后光伏组件开始运动；松开该旋钮后，光伏组件随即停止运动；自动模式时，按下指定方向的旋钮后，光伏组件按照设置速度开始运动，直至达到限位位置，然后反向运动，循环往复。集中式光伏发电控制系统中设计有向东、向西、向南、向北四个方向的旋钮可控制光伏组件按照要求向指定方向旋转，手动模式时，按下旋钮，光伏组件按照要求开始旋转，当松开旋钮后（或到达限位位置），停止旋转；自动模式时，光伏组件可模拟太阳连续沿指定方向运行，直至达到该方向限位位置，停止时间Ｔ秒后，沿反向运行。集中式光伏发电控制系统软件流程首先检测系统上电，并开始系统自检过程。若在自检过程中发生故障，则将故障信息推送至监控平台，待故障解决后才可恢复运行。
3.2监控平台设计
集中式光伏发电控制系统监控平台设计，由监控界面、数据界面以及辅助界面三部分组成。ＰＬＣ控制器通过ＲＳ４８５通信模式将系统运行所有数据传送至力控组态软件并于控制器地址进行映射。监控平台设计由用户登录界面，以用户名＋密码形式进行登录；可实时查看、查询系统运行历史数据，以及某一个参数的曲线变化趋势，同时可完成系统数据报表的打印。监控界面主要由运行管理、逆变与负载监测、报警以及参数设置四个子界面组成，可实时查看方向水平／垂直限位按钮、方向按钮、灯光、温度／光照／倾角传感器数值等输入、输出数据。数据界面由曲线显示、历史数据查询、报表以及打印四个子界面组成，方便技术和工作人员查看各参数的历史信息和打印管理。
4光伏电站发电技术的发展成果和发展前景
电能作为生活发展必要的能源，在人们的生产生活中已经不可取代。近年来光伏电站发电技术已逐渐普遍，遍布到人们生活的方方面面。屋顶设置太阳能板是现在居民应用最多、最简单的太阳能发电技术。随着可再生能源太阳能的利用优化，它不断创新与发展，现在光伏电站发电技术在不断应用与发展。所以近年来企业和国家政府对光伏电站发电技术投入了大量的人力、物力，并不断开发光伏电站发电技术。这体现了国家对于光伏电站发电技术的重视。
4.1光伏电站发电技术成果
光伏电站发电技术发展到现在阶段，研究成果数不胜数。经过研究人员的艰辛研究，我国光伏电站发电技术已经趋于成熟。各公司光伏电站发电技术成果接连发表。以自己所从事的福建卓翼能源科技发展有限公司为例，简单对公司近年来光伏电站发展技术的研究成果进行介绍。公司持续加大研发投入，不负众望，研发成果逐年增加，研发项目也在逐年拓展，公司竞争力也日渐上涨。研发目的在于优化太阳能发电技术并提升其使用效率，并增加公司利润使公司具有足够的竞争力，在激烈的市场竞争中占有一席之地。研发成果已形成多项发明专利、实用新型专利以及专有技术。
4.2光伏电站发电技术发展前景
光伏电站未来的发展前景是光明的同时也是具有挑战的。在国家对资源和能源进行优化整合的大背景下，光伏电站技术的发展符合国家政策。未来光伏电站的发展前景主要集中在对于CIGS-BIPV系统的研发和应用。首个光电建筑(BIPV)的研发成功将使光伏产业实现从密集地面站到分布式发电系统的转化。BIPV系统将具有无可估量的未来价值，它经过不断的发展将会是光伏技术上的一次重大变革。
结语
设计的集中式光伏发电控制系统经过测试和系统联调，并经现场实际使用，提升了控制系统的自动化水平和运行效率，通过监控平台，能够实时监测发电控制系统的运行状态和故障信息，达到设计目标。
参考文献
［1］一种基于ＰＬＣ控制追光的光伏发电站设计［J］．晋城职业技术学院学报，2019，12（3）：86－87，92．
［2］庞松岭，朱望诚，方连航，等．两级三相光伏并网发电系统并网控制策略研究［J］．自动化仪表，2019，40（4）：19－23．
［3］聂秀珍，林斌．基于Ｓ７－２００ＰＬＣ与上位机再光伏发电系统中的应用［J］．浙江水利水电学报，2018，30（6）：61－66，80．