蔡淑琳

摘要：現(xiàn)如今，隨著市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，能源的損耗量正在不斷增加。由于大部分能源都是不可再生的，因此建立在資源耗竭之上的經(jīng)濟(jì)發(fā)展難以持久。太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)與推廣，使能源應(yīng)用走上了循環(huán)環(huán)保的道路，對(duì)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展具有十分積極的現(xiàn)實(shí)意義。文章對(duì)該技術(shù)的應(yīng)用情況進(jìn)行了分析，以期進(jìn)一步提升能源可持續(xù)利用率。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能;光伏發(fā)電;并網(wǎng)技術(shù);應(yīng)用

引言

如今，科技正不斷發(fā)展，傳統(tǒng)能源日漸枯竭，且傳統(tǒng)能源的使用對(duì)環(huán)境造成的影響和破壞也在不斷加重，采用新型可再生清潔能源現(xiàn)已成為世界各國(guó)高度關(guān)注的焦點(diǎn)。就目前來(lái)看，太陽(yáng)能以其取之不盡用之不竭的特點(diǎn)而受到多數(shù)人的認(rèn)可和重視，最常見(jiàn)的太陽(yáng)能利用方式為將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化成熱能，而光伏發(fā)電則是將太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化成電能，并予以必要的變換、控制與儲(chǔ)存，提供可供負(fù)載使用的直流電或交流電。在這一過(guò)程中，往往涉及到并網(wǎng)問(wèn)題，而并網(wǎng)實(shí)際上就是根據(jù)當(dāng)電壓、相位、相序與頻率均達(dá)到相同時(shí)，能實(shí)現(xiàn)并聯(lián)運(yùn)行的基本原理將光伏系統(tǒng)并入公共電網(wǎng)。

1光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)概況

光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)是指光伏發(fā)電系統(tǒng)直接并入電網(wǎng)的技術(shù)。其工作原理是太陽(yáng)能組件產(chǎn)生直流電，再經(jīng)過(guò)并網(wǎng)逆電器轉(zhuǎn)化，成為符合電網(wǎng)要求的交流電，最后直接接入公共電網(wǎng)。并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)分為帶蓄電池和不帶蓄電池兩種技術(shù)。帶有蓄電池的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)，具有可調(diào)度性，并且根據(jù)自身需要并網(wǎng)或退出，還具有電源功能。不帶蓄電池的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)不具有可調(diào)度性和可操作性，一般用于國(guó)家大型系統(tǒng)。光伏發(fā)電并網(wǎng)有集中式大型并網(wǎng)光伏電站和分散式小型并網(wǎng)光伏電站。前者由國(guó)家控制，將所發(fā)電能直接輸送到電網(wǎng)，再由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配，大型并網(wǎng)光伏有電站投資大、建設(shè)周期長(zhǎng)、占地面積大的劣勢(shì)。后者則投資小、建設(shè)快、占地面積小，加之政府扶持力度大，并最終成為光伏發(fā)電并網(wǎng)的主流。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的主要構(gòu)造是太陽(yáng)能電池陣列、并網(wǎng)逆變器和相應(yīng)的中央集控系統(tǒng)。光伏發(fā)電系統(tǒng)的主要特點(diǎn)是在微網(wǎng)中運(yùn)行，通過(guò)中低壓配電網(wǎng)接入超高壓大電網(wǎng)。

2太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用

2.1子系統(tǒng)

太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)由多個(gè)子系統(tǒng)組成，例如光伏模塊、逆變并網(wǎng)以及直流配電等。在多個(gè)子系統(tǒng)中，逆變并網(wǎng)最為重要，該模塊能夠?qū)⑾到y(tǒng)中的三相交流電接入至升壓變壓器之中，能夠促進(jìn)能量的并網(wǎng)轉(zhuǎn)化，可以和電網(wǎng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)相互之間的的耦合，并擴(kuò)展太陽(yáng)能的應(yīng)用范圍。

2.2設(shè)備

太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行的核心在于主設(shè)備。以并網(wǎng)逆變器為例，在選擇設(shè)備時(shí)，不僅要考量容量指標(biāo)，還需要根據(jù)太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)的具體情況，確保并網(wǎng)逆變器符合并網(wǎng)需求，以便實(shí)現(xiàn)工作效率最大化。在并網(wǎng)逆變器的使用過(guò)程中，還應(yīng)對(duì)直流配電進(jìn)行有效監(jiān)管，一方面降低并網(wǎng)逆變器的安全風(fēng)險(xiǎn);另一方面在并網(wǎng)逆變器與太陽(yáng)能光伏電池組件的銜接，分散光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)后，能夠獨(dú)立運(yùn)行，提高光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3升壓系統(tǒng)

應(yīng)用光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)時(shí)，為了滿足能量轉(zhuǎn)換額定電壓的要求，需要由升壓系統(tǒng)進(jìn)行有效處理。作為并網(wǎng)的重要組成部分，升壓系統(tǒng)在應(yīng)用時(shí)還需要配置好升壓變壓器，只有根據(jù)系統(tǒng)的實(shí)際發(fā)電量才能選定合適的升壓變壓器類型。舉例來(lái)講，使用箱型干式變壓器對(duì)提升升壓系統(tǒng)穩(wěn)定性具有較好的作用。從結(jié)構(gòu)上來(lái)看，升壓變電站可分為上下兩層，上層是逆變工作室，主要用來(lái)監(jiān)測(cè)逆變器的平穩(wěn)運(yùn)行;下層是配電工作室，主要用來(lái)向升壓系統(tǒng)提供電力來(lái)源。在升壓變電站中，對(duì)高低兩種類型的壓進(jìn)線柜進(jìn)行科學(xué)、合理的配置，并引入計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與逆變室的同步監(jiān)測(cè)，能夠確保發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的工作效率不被影響。

2.4保護(hù)措施

在對(duì)太陽(yáng)能光伏發(fā)電進(jìn)行并網(wǎng)的過(guò)程中，往往會(huì)受到高溫影響而出現(xiàn)較高的跳閘風(fēng)險(xiǎn)，特別是在高、低壓開(kāi)關(guān)柜出現(xiàn)過(guò)電壓或者是過(guò)電流等問(wèn)題時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生跳閘問(wèn)題，因此，需要在系統(tǒng)當(dāng)中落實(shí)相應(yīng)的保護(hù)措施，通過(guò)自動(dòng)化的保護(hù)裝置，對(duì)并網(wǎng)系統(tǒng)情況進(jìn)行監(jiān)督，使組件破壞的問(wèn)題得到有效的防控。如在并網(wǎng)逆變器方面的自動(dòng)保護(hù)，當(dāng)并網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)孤島或負(fù)載等問(wèn)題時(shí)，保護(hù)裝置會(huì)將并網(wǎng)逆變器自動(dòng)脫離系統(tǒng)，使并網(wǎng)系統(tǒng)的安全運(yùn)行得到保障。

2.5防雷系統(tǒng)

為了解決發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用過(guò)程中容易遭遇的雷擊問(wèn)題，需要設(shè)計(jì)出有效的防雷系統(tǒng)。由于并網(wǎng)系統(tǒng)遭到雷擊會(huì)產(chǎn)生大面積的損壞，因此防雷系統(tǒng)的鋪設(shè)需要十分全面。對(duì)于接地問(wèn)題，應(yīng)該進(jìn)行規(guī)范化操作，避免并網(wǎng)系統(tǒng)受到雷電打擊而出現(xiàn)嚴(yán)重故障。具體來(lái)講，應(yīng)該在變電站等構(gòu)筑物的屋頂上架設(shè)避雷裝置，目前常用的避雷裝置是避雷帶。此外，并網(wǎng)系統(tǒng)中的電氣設(shè)備都應(yīng)該采用合理、有效的方式接地，而且設(shè)備外殼也需要接地，尤其是變壓器。只有不斷提升并網(wǎng)系統(tǒng)的防雷能力，才能保護(hù)該技術(shù)的正常使用，從某種意義上來(lái)看同樣是提升太陽(yáng)能應(yīng)用效率的一種手段。

3未來(lái)展望

太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的市場(chǎng)潛力巨大，但是由于受環(huán)境以及地域因素影響，其推廣應(yīng)用效果還有一定上升空間。雖然在一些區(qū)域能夠成熟應(yīng)用，但與供電系統(tǒng)之間的匹配上仍存在一些問(wèn)題。相關(guān)人員應(yīng)將太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)放在以下兩個(gè)方面：其一，提高資源使用效率。要以用戶用電需求為基礎(chǔ)，合理拓展太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍，在確保太陽(yáng)能能夠穩(wěn)定供應(yīng)的前提下，研究如何進(jìn)一步提升光伏組件的能量轉(zhuǎn)換效率;其二，維護(hù)電能環(huán)境，避免諧波以及動(dòng)態(tài)干擾。逆變器在轉(zhuǎn)換太陽(yáng)能為電能的過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量諧波，加大并網(wǎng)系統(tǒng)的電壓畸變率，影響供電安全性以及發(fā)電穩(wěn)定性。因此，要采取有效措施，保護(hù)并網(wǎng)系統(tǒng)的清潔度，加強(qiáng)諧波檢測(cè)排查，從而提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，推動(dòng)太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)向優(yōu)質(zhì)化、規(guī)范化發(fā)展。隨著新型節(jié)能材料以人工太陽(yáng)能技術(shù)的不斷進(jìn)步，太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用前景一片大好。相關(guān)企業(yè)以及主管部門應(yīng)致力于相關(guān)發(fā)電設(shè)備的優(yōu)化升級(jí)，加大科研投資，拓展該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，減少不可再生資源的消耗，為社會(huì)發(fā)展以及居民生活提供綠色、高效、安全的能源供給，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)協(xié)調(diào)發(fā)展。

結(jié)語(yǔ)

綜上，太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用是實(shí)現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電的必要技術(shù)手段，本文對(duì)該項(xiàng)技術(shù)的基本應(yīng)用原理進(jìn)行了分析，以及對(duì)此系統(tǒng)的組成做了簡(jiǎn)要介紹。同時(shí)，為了保障該項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用效果，提出了一些并網(wǎng)過(guò)程中所存在的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)該系統(tǒng)存在的問(wèn)題進(jìn)行處理，可保障并網(wǎng)技術(shù)系統(tǒng)應(yīng)用合理，使太陽(yáng)能光伏電能順利并入大電網(wǎng)。根據(jù)對(duì)光伏發(fā)電的分析可知，該技術(shù)具有技術(shù)可行性和環(huán)境友好性等優(yōu)勢(shì)，相信在未來(lái)的能源發(fā)電市場(chǎng)上光伏發(fā)電會(huì)占據(jù)極大的比重，加快推動(dòng)其應(yīng)用，對(duì)我國(guó)未來(lái)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。

參考文獻(xiàn)

[1]陳炯亮.太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀與對(duì)策[J].科學(xué)技術(shù)創(chuàng)新，2019（25）：216-216.

[2]李宇光，劉強(qiáng)，戰(zhàn)勇，etal.儲(chǔ)能技術(shù)在光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用初探[J].中國(guó)高新區(qū)2019（20）：33.

[3]李廣軍.太陽(yáng)能光伏發(fā)電技術(shù)在寧鋼的應(yīng)用[C]/第十屆中國(guó)鋼鐵年會(huì)暨第六屆寶鋼學(xué)術(shù)年會(huì).2019.

[4]王志宏，蔣曉雁，孟艷芳.太陽(yáng)能光伏蓄電池組件優(yōu)化設(shè)計(jì)與研究[J].甘肅科技，2018，30（03）：42-43，27.

[5]許水源.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對(duì)電網(wǎng)的影響和對(duì)策研究[J].中國(guó)戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（48）：226.