宋建辉
山西省工业设备安装集团有限公司 山西太原 030032
摘要：现阶段，人们在生活和生产过程中对于能源需求量不断增加，但是我国现阶段面临的一个主要问题在于矿产资源日益稀缺的问题，而且矿产资源等在运用的过程中对于环境的污染较大。因此现阶段资源运用的主要方式在于用可再生资源代替不可再生资源，在能源运用的过程中开始广泛运用清洁能源，从而实现在经济发展中保护环境的主要目的。
关键词：电气自动化；太阳能光伏发电；应用
前言：太阳能是属于一种可再生能源，具有便捷、储量大、清洁、无污染等优点，光伏系统能够将太阳能转化为电能，同时还不会产生能源损耗和空气污染等问题，如何提升太阳能的利用效果成为当前亟需研究的课题。基于此，本文通过对电气自动化在电力行业、并网系统、光伏建筑、水泵系统、直流变频控制以及无功补偿控制等太阳能光伏发电方面的应用进行研究，不断提升太阳能光伏发电的利用效果，为实现我国经济的可持续发展提供了重要的能源基础。
1太阳能光伏发电的原理
1.1太阳能光伏发电的基本原理
利用太阳电池将散射辐射和反射辐射以及直接辐射等多种不同形式的太阳辐射能转化为电能，以满足电力所需，主要是由太阳能电池方阵、蓄电池组、控制器、逆变器、直流负载、交流负载等设备组成。主要在于太阳能电池本身具有的光生伏效应，这种效应能实现不同形式太阳辐射诸如反射辐射和直接辐射等的转变，即在光生伏效应的作用下转变为电能，这种形式可以更好满足现阶段社会生产过程中电力的不同需求。
1.2太阳能光伏发电的特性
首先太阳能光伏发电的主要特征在于其所用能源即太阳能本身不会枯竭，而且太阳能光伏发电不会受到市场上能源变动的影响，即运用太阳能有一定的稳定性。其次，由于太阳能光伏发电的主要源头是太阳能，由于地球的自转使得地球上的不同地区都能受到光照，这使得太阳能光伏发电不会受到地域等的影响。即使在电能输送的过程中产生了一定量的损失也能得到相应的补充，这种补充的主要来源在于发电过程中使用燃料。现阶段在太阳能光伏发电的过程中由于其自身处于一种静止的状态，以此在实际的发电过程中并不会存在运动的部件，这在一定程度上延长了相关发电设备的使用寿命，而且由于设备内不存在运用的部件，因此对于设备进行维修的成本较低，且维修相对便捷。具体应用中如关于低功耗的特点发挥，主要表现为：光伏发电装置在进行电能传导中，应用铜电缆导体进行电能传输，有效的降低了电能传输中的装置能耗，对于电能的应用效果合理发挥，以及光伏发电企业的经济效益合理提升，发挥了重要的作用。
2太阳能光伏发电的现状分析
由于国家对太阳能光伏发电的重视和政策支持，我国光伏发电规模发展速度非常迅速，尤其是2017年，我国装机容量达到历史新高，受光伏531新政影响，2018年和2019年，我国装机容量有所下降，但是自2013年以来，我国光伏发电量增长迅速，2019年全国光伏发电量同比增长26.3%。已成为全球最大的应用市场，成为我国具有国际竞争优势的战略性新兴产业。
3电气自动化在太阳能光伏发电中的应用
3.1电力行业
在电力行业中，电气自动化能够推动我国工业领域不断发展。在电力工程中，合理的运用电气自动化，在一定程度上可以降低工作强度，减少人为因素造成的损失，有效提升了电力系统的工作效率。此外，通过在电力系统中合理运用电气自动化技术，保障电力系统自身的安全性与稳定性，确保了电力工程的经济效益。
3.2太阳能光伏发电并网系统
根据实际需求的不同，发电模式也存在一定的差异，主要有独立光伏发电、并网光伏发电、分布式光伏发电三大模式。
由于并网光伏发电系统具有安全性高、安装成本小、资源消耗少以及建设周期短等优点应用较为广泛。光伏发电网络系统在运行的过程中主要使用到不同种类的发电模式，在实际的运行过程中将不同的发电模式运用到不同的发电时期，这样的作用主要为了避免光伏发电系统并网对于电网的冲击。在这个过程中运用电气自动化技术来对同期点两侧的电气量进行检测，从而更好满足同期并列所要求的数据。
3.3光伏建筑和水泵等系统
随着科学技术的不断进步，增加了管理的难度，很难及时发现太阳能光伏系统故障，严重影响了太阳能光伏发电系统的正常运行。通过自动化监控系统，可以对光伏建筑和光伏泵系统的电池板的电压电流以及运行状况、逆变器的工作状态等进行实时监测，详细记录系统运行参数，对系统运行中存在故障进行报警等，相关工作人员通过自动化监控系统记录的数据，分析判断出故障发生的具体位置，进行紧急维修，以确保太阳能光伏发电正常运行。
3.4光伏发电系统直流变频控制
主要实现太阳光能的转化，即在运用该系统的过程中将太阳光能转化为电能。现阶段，根据光伏系统和电网的关系可以将太阳能光伏发电系统划分为独立的光伏系统和并网系统。在实际的运用过程中主要依托电气自动化控制技术来实现对光伏电池组件、变压器、控制器和蓄电池组的控制。通过对上述元件的控制来提高直流光伏电能向合格的交流电能转换的有效性。
3.5无功补偿控制
由于光伏发电系统结构自身存在一定的复杂性，即光伏发电系统在实际运行过程中所运用到的结构部件主要为电子元件，光伏发电系统在启动的过程会产生谐波，这给电力系统的维护带来了一定的困难，不利于提高光伏发电系统自身的稳定性，而且在实际运用的过程中还会因存在电压不足的问题而导致电压的超负荷运行，这样的工作情况不利于保证太阳能光伏发电的有效性，而且还会影响太阳能光伏发电的效率和质量。如果在电子元器件启动的过程中产生了无功率损耗，还会对电能造成浪费。因此在实际的运行过程中需要合理科学运用电气自动化技术，其中在这个过程中通过判定将功率的损耗控制在一个合理的范围之内，这样就能有效避免电压不稳等情况的出现，以此来维护太阳能光伏发电系统运行的稳定性。
3.6在光伏电系统设备全生命周期控制中的应用
由于我国在太阳能光伏发电领域中起步相对较晚，在管理上存在很多不足。一般都是在光伏发电产生问题时才针对相关设备完成检修，降低了发电效率和发电质量，影响了发电的可靠性，缩短了光伏电系统设备的全生命周期。通过电气自动化技术的合理应用，可对设备的振动偏差、允许温升等运行状态进行监控，确定设备是否“带病”运行，制定合理的设备维修计划，不断完善设备生命周期以及质量。
4结束语
综上所述，在能源开发和运用过程中要注重积极运用一些新能源诸如太阳能光伏发电，在这个过程中提高能源运用的电气自动化程度，以此来提高发电的效率和质量，在这个过程中运用电气自动化技术还能有效降低工作人员的劳动负担，实现人力资源的合理配置。此外，现阶段社会发展中可持续发展的理念开始为越来越多的人所接受，因此在能源的开发和运用的过程中也要组合中运用光伏发电，以此来实现环境保护和经济发展的相互协调。
参考文献：
[1]方刚剑.太阳能光伏发电技术及其应用探讨[J].智能城市，2019（11）：81-82.
[2]王维利.全球太阳能光伏政策研究及其产业发展趋势[J].化学试剂，2018（12）：1152-1156.
[3]胡云岩，张瑞英，王军.中国太阳能光伏发电的发展现状及前景[J].河北科技大学学报，2014（01）：69-72.
[4]刘胜俊.电气自动化在集中式并网光伏电站中的应用及发展[J].中国设备工程，2018（19）：180-181.
[5]黄宏伟.电气自动化在太阳能光伏发电中的应用[J].山东工业技术，2018（17）：183.