苗冬冬
通辽热电有限责任公司 内蒙古通辽市科尔沁区 028000
摘要：太阳能是一种可再生能源，它洁净无污染，并可持续利用，越来越为人们所熟知并广泛应用，太阳能光伏发电系统也将逐渐由现在的补充能源向替代能源过渡。光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。光伏发电系统中，光伏阵列经太阳光辐射后便向外输出一定的功率，并以足够大的电压或电流形式向外输出供电，利用最大功率点跟踪（MPPT）技术进行逆变并网输电。鉴于此，本文主要分析太阳能光伏并网发电系统的应用。
关键词：太阳能；光伏并网；发电系统
1、太阳能光伏并网发电的原理
太阳能光伏发电系统是指利用太阳能电池，实现对太阳辐射的转变，将其转变为电能。太阳能光伏发电系统是一个新型的发电系统，其主要是对太阳光进行转变，使其转变为电能。联网运作及离网运作是该系统的主要运转方式。在光伏电池的两面将电极引出，并将负载接进来，这样光生电流就会通过外部的电路，从而获取一定的输出功率，让太阳能转变成电能得到有效实现。光伏发电系统是一种可再生资源配置，其通过对光伏电池方阵的利用，实现太阳能到电能的转变，并将这种能量存储到蓄电池内或是提供给负载运用。具体的工作方式是：光伏电池组件在白天的时候把太阳能逐渐地转变成电能，其中一些电能为交流或是直流负载提供，将剩余的电能储存在蓄电池中。当遇上雨天或是在傍晚的时候，光伏电池组件不能工作，蓄电池组就可以为交流或是直流负载提供电能。
2、光伏并网系统基本构成
在诸多的发电系统中，光伏发电系统是最值得探讨的，它也是一种生产电力的系统，像风力发电主要依靠风能，地热发电主要依靠地热能，这里的光伏发电主要依靠太阳能。光伏发电系统依照系统和电网的运行关系可以分为两类，即独立系统和并网系统两种。在偏远的山区，由于地理条件的限制，光伏发电无法大面积普及，不能形成一个完整的体系，所以只是某个地区或许可能出现，因此在这些地区的光伏发电系统基本都是独立系统。并网系统相对于独立系统而言是有诸多优点，并网系统中，光伏发电系统能够非常有效的提供有用功率，而且还能在第一时间将生产的电能反馈给整个电网。通过查阅相关资料不难了解，光伏发电系统目前比较常用的两种方式，一种是分散式，另外一种是集中式。这两种方式中的集中式是比较重要的一种，在此详细阐述其优点及意义。第一，集中式光伏发电系统的优点，集中式发电系统可以直接将电能传送到大电网中，然后再由大电网对其进行支配，传输和使用都是由大电网发出的命令，这样可以既高效又精准的完成点的传送和使用工作；此外，并网光伏系统距离负荷点较远，外界的影响对其是很微小的。光伏并网发电系统的组成也很简单，在常见的光伏并网发电系统中太阳能光伏阵列、控制器和逆变器是其主要组成部分，下面就这三个组成部分详细分析介绍。
2.1太阳能光伏阵列
本文一直在阐述光伏发电，那么什么是光伏发电呢？其实，光伏发电就是根据光生伏特效应原理，利用太阳能电池将太阳光能直接转化为电能的一种发电方式。太阳能电池是整个系统的核心，如果没有太阳能电池，那么光伏发电是不可能实现的；此外，光伏发电中需要的太阳能电池的数量是比较庞大的，这就需要将太阳能电池排列组合，合理使用，将诸多的太阳能电池排列起来使用就是这里所指的太阳能光伏阵列。
2.2控制器
在光伏发电系统中，这三个部分都不能缺少，然而控制器是这其中最重要的一个组成部分，可以说控制器在整个系统中有着举足轻重的作用。控制器不仅关系着整个光伏系统的正常运行，除此之外，控制还可以保证蓄电池不被过充电、过放电等现象所损坏，在没有特殊情况时，控制器可以保证蓄电池提的充电电流和电压都是最适宜的。除此以外，控制器由于可以通过其控制作用保证蓄电池平稳的充电，所以在一定程度上大大提高了蓄电池的使用寿命，如果蓄电池的使用寿命得到提高，那么整个光伏发电系统都会得到优化，效率提高了，不管是从那一方面讲，这一点都是非常重要的，光伏发电系统一定要让这一优点保持下去。
2.3逆变器
相对于控制器来说，逆变器承担的责任要小一些，其主要作用是实现直流电源与交流电源的互换，但也是不可忽视的。在光伏发电系统中用到的太阳能电池和蓄电池都属于直流电源，此时问题就出现了，一般所采用的负载都是交流负载，这时就是逆变器发挥作用的时候了，因为交流负载必须要在交流电源中使用，所以要正常运行就需要逆变器将直流电流转换为交流电流。由于逆变器的运行方式的不同，通常将逆变器分为独立运行逆变器和并网逆变器。在离网光伏发电系统中，由于种种客观条件的限制，几乎所有的离网光伏发电系统都使用的是独立运行逆变器。此文研究的并网光伏发电系统中，很显然使用的是并网逆变器适。两种逆变器各有所长，在选择时，需要根据实际情况而定。
3、光伏并网发电系统对配电网的影响
3.1光伏并网发现系统的电能质量问题
尽管光伏并网发电系统产生的电能大部分皆为有功电能，但光伏并网系统所负载的无功电流会对电能质量造成不利影响，因此，可以在光伏并网发电系统一侧安装无功补偿设备，以达到提高输出电能稳定性的目的。此外，由于温差变化及太阳辐射的变化，光伏并网发电系统具有较强的随机流动性，使光伏并网发电系统发电功率存在一定的间歇性和阶段性，因此，若想提高系统输出功效和电能质量，必须要提高发电设备的有效使用率。例如可在光伏并网发电系统中安装光伏并网逆变器，利用ip-iq电流进行检测，充分利用逆变器的优势，达到提高电能质量的目标。
3.2孤岛效应问题
孤岛效应原理指的是，在光伏并网发电系统接入配电网输电系统后，当配电网发生短路电流故障情况，光伏并网发电系统仍然保持电源的输送状态，从而导致自给型供电孤岛的产生。孤岛效应对配电网系统及用户用电系统具有极大的损害，不仅会使配电网产生负载，危及用户的安全，还对配电网造成强烈的电流冲击，使得电力系统的电压不稳，损害用电设备。因此要重视配电网输电系统中孤岛效应的监测工作，采取主动式或被动式的方式对发电系统进行检测，促发电路保护配置，在发现孤岛效应时及时解决。
3.3稳定性问题
光伏并网发电系统接入配电网输电系统后会使配电网输电系统稳定性降低，主要表现在：第一，由于光伏并网发电系统具有强烈的随机波动性，易受到环境温度及太阳能照射强度变化的影响；第二，光伏发电站的位置、容量及其接入方式都会对供电系统的稳定性带来一定影响；第三，当前光伏并网发电系统规模不断扩大，其发电容量站供电总量的比重越来越大，极可能会导致供电系统的不稳定。因此供电部门需要采取合理措施，提升配电网输电系统的稳定性。例如光伏并网发电系统接入配电网输电系统时，采用PSS/E分析输电系统的运行状态，通过电池储能、转移负荷等方式来保证发电系统的稳定性。
结语：太阳能发电的技术已经得到了普遍的应用，太阳能光伏并网发电系统是一种新型的节能电力系统，它的出现，让电能的供应多了一个可靠的渠道，除了成本优势之外，太阳能光伏并网发电系统的还有很强的环保性，发电过程中不会产生危害环境的气体及物质，非常符合当下可持续发展的环保理念，从当下的社会发展趋势来看，太阳能光伏并网发电系统的前景光明，对社会的稳定发展起到较大的推动作用。
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