探究太阳能光伏发电并网技术及其应用

发表时间:2021/7/26   来源:《工程建设标准化》2021年4月7期   作者:谭启荣
[导读] 随着社会的发展和进步,当前阶段的能源使用可持续问题越来越紧张。
        谭启荣
        赛富电力集团股份有限公司
        摘要:随着社会的发展和进步,当前阶段的能源使用可持续问题越来越紧张。依靠石油能源进行的发电也需要重视创新和转变。因此目前使用可持续能源进行的发电,实际已经在一定程度上取代了石油能源的发电,但是在未能完全取代之前,仍是石油能源发电为主。所以清洁能源当中的太阳能发电如何造福社会,就需要考虑太阳能光伏发电的并网问题。有效实施并网技术实现太阳能发电的并网,能够保障社会的用电和推动社会的可持续发展。本文也更是基于此,研究和分析太阳能光伏发电的并网技术与应用。旨在通过具体的研究和分析,为太阳能等的清洁能源早日代替石油能源发电提供参考和借鉴,达到真正造福社会的目的。
        关键词:太阳能光伏发电;并网技术;可持续发展
        引言
        对于当前社会的发展和进步而言,使用清洁能源进行的发电已经逐渐成为一种趋势。其中太阳能更是典型的清洁能源,使用太阳能发电也可以满足社会的生产和生活用电,但是大范围的区域用电满足,仅靠太阳能发电就显得力不从心。因此当前太阳能光伏发电更多的是作为一种电网电能的辅助供给途径,这样也极大的减少了使用石油能源发电产生的环境污染问题。具体关于太阳能的发电技术实施和作用发挥,其产生的是直流电,因此若要并入当前的大电网当中,需要进行并网技术的支持,这样才能与大电网当中的交流电实现融合。所以研究具体的并网技术和技术应用,是对于太阳能清洁能源代替目前传统发电技术的必要工作,对于社会的可持续发展和经济的稳定进步,以及人民的生活水平提升都有着极大的现实意义。
        1 太阳能光伏发电并网技术的设计
        1.1 子系统组成
        子系统是光伏发电当中重要的组成和必要的组成。在子系统当中需要设置必要的光伏模块、直流配电检测以及逆变器。后续在子系统的发电和并网逆变器产生的三相交流电源升压处理之后并入大电网当中。
        1.2 主设备选型
        逆变器是光伏发电系统当中的关键设备之一,也是重要的设备之一,在进行逆变器的选择过程当中,实际根据的是光伏系统的大小,也就是大系统需要大的逆变器,或者需要更多台的逆变器连接,小的系统则是需要小型的逆变器。这其中需要注意的问题在于,大型的光伏发电系统当中选择使用单台的大型逆变器,尽管能够实现较好的经济效益,但若是单台的逆变器出现故障问题,则会造成较大的损失以及不利影响,所以在进行逆变器的选择时,需要全面考虑经济性和可靠性。以及除去主要的逆变器选择和使用,在系统当中还有重要的设备就是保护设施,保护设施的安装和使用可以最大程度上保护系统的运行和使用安全,以及出现故障问题能够起到报警和安全防护的作用。所以安全保护设备也更是需要进行合理以及有效的选择。
        1.3 升压系统
        对于升压系统的选择和使用而言,具体的作用是由于并网逆变器实际产生的交流电在380V,在并入大电网当中需要进行相应的升压才能使得顺利并网,因此这样也就需要具体的升压设备和设置相应的系统。在进行升压设施设置和系统设计的过程当中,应该需要考虑的问题在于光伏发电系统整体的发电量大小,根据具体的发电量多少选择合适的升压设备和系统,能够实现科学合理的并网。以及在升压系统有效设计和布置之后进行的升压操作,更是需要进行有效的检测和监控,也就是对升压操作的过程进行检测和维护,保障升压过程的顺利进行,这样才能使得太阳能光伏发电顺利进入大电网当中。
        1.4 保护措施
        对于任何一个电力系统而言,无论是大电网还是小电网,以及光伏发电系统,实际都需要设置和使用必要的保护设备,也就是使用保护措施来保障系统的安全和稳定运行,这当中若是出现过电流、过电压,以及出现高温和其他的非正常情况,系统当中的保护装置就可以发挥保护作用,及时的切断电路,保护系统的安全。再有跳闸保护动作的实施,需要重视和关注系统的各方面变化和表现,根据具体情况合理设计和呈现跳闸保护的动作点。


        1.5 防雷接地
        防雷接地也是光伏发电当中的重要装置,也更是所有电力设施当中的必要装置。雷电是一种自然的现象,为了有效防止雷击对光伏发电系统造成损坏,也就必要进行具体的防雷接地设计。
        2 太阳能光伏发电并网技术的应用
        2.1 采用光伏发电并网技术需要考虑的问题
        一是需要考虑电压的波动问题。也就是对于太阳能的光伏发电而言,与传统的发电技术存在较大的差异和不同,尤其是在发电体现的电压稳定性。光照强度的变化实际就能够影响光伏发电的输出功率和电能多少。不同季节、不同天气和不同时间段的光照都会发生极大的变化,因此实际的电压存在较大的波动。有效解决电压的波动问题才能使得光伏发电顺利进入大电网当中。
        二是谐波问题。也就是光伏发电系统运行过程实际产生的电能,在并入电网的过程当中需要经历直流向交流的转变,需要进行生升压的操作,这样才会使得光伏发电进入大电网当中。那么在这一过程当中就会产生一定的电压畸变,随着产生的谐波问题就可能影响并网,因此需要对这些问题进行有效的解决和控制,这样才能使得光伏发电顺利的进入大电网当中。
        三是无功平衡问题。也就是在光伏发电系统当中安装相应的无功补偿装置,实际能够实现较好的无功补偿,达到较高的功率因数,会接近纯有功输出。但是随着并网技术当中要求的功率因数提升,例如要求并网之前光伏发电系统经过逆变器达到10kv,此时也就需要更多以及规格更大的无功补偿装置。
        2.2 太阳能光伏发电并网技术具体应用和实现
        一是需要进行光伏并网技术的施工设计,也就是在前期阶段明确具体施工的流程和要求,基于此进行有效的设计和施工,才能达到较好的效果。具体而言,需要明确电气安装的各项要求和规范,在技术保障下提出可行的施工方案和技术标准;
        二是在具体的施工技术要求和设计规范引导下进行光伏装置的安装和施工。过程中重视各类装置的有效安放,例如防雷装置的安装以及逆变器的安装等等,都需要重视流程和技术要求。
        2.3 光伏发电并网系统的发电量
        光伏电池一般都是由晶体硅组成,这种材料具有一定的特性和缺点,也就是在温度控制在27摄氏度之内,能够保持较好的电能储存效果,但若是温度上升超过27摄氏度,则其功率就会出现降低和损失,因此这就需要有效考虑和分析实际安装环境的温度,以及设计和呈现具体的通风,这样才能为光伏发电并网技术实现提供基础和保障。
        再就是辐射量的估算和利用。也就是对于光伏发电和后续的并网而言,基础的发电量是关键所在,但是发电量实际受到太阳的辐射量的影响,因此也就需要在一天之内的不同时段有效获取更多的太阳辐射量。如何获取更多的太阳辐射量,实际也就需要根据太阳的光照强度和太阳的辐射角度进行辐射量的有效获取,例如光伏电池组角度的调整,或者需要有效根据气象部门提供的太阳辐射量来帮助调整和优化光伏发电。这样能够提高并网的效果。
        结论
        随着社会的发展和科学技术的进步,当前太阳能发电技术越来越成熟,不仅能够满足一部分的生产生活用电需求,也更是能够将电能并入到大电网当中,补充大电网当中的电能。在这当中,就实际需要考虑和分析光伏发电并网技术的有效应用,以及其中设施和主要设备的选择和利用,这样才能为光伏发电并网技术应用提供保障和支持。基于此也更是可以为社会的可持续发展提供动力和保障。
        参考文献:
        [1]范秩玮.太阳能光伏发电并网系统运行继电保护研究[J].产业科技创新,2019,1(18):67-68.
        [2]付启利.光伏发电并网大电网面临的问题与对策研究[J].低碳世界,2017(30):74.
        [3]黄宏章.太阳能光伏发电逆变系统开发及并网关键技术研究[J].日用电器,2017(08):22-25.
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