夏英俊

摘要：太陽(yáng)能光伏發(fā)電是指運(yùn)用光生伏特效應(yīng)原理，注重運(yùn)用太陽(yáng)電池將太陽(yáng)光能直接轉(zhuǎn)化為電能。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)就是將太陽(yáng)能組件所產(chǎn)生的直流電經(jīng)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換成符合市電電網(wǎng)要求的交流電之后直接接入公共電網(wǎng)。并網(wǎng)系統(tǒng)中 PV 方針產(chǎn)生的電力除供給交流自載外，多余電力還可反饋給電網(wǎng)。我國(guó)幅員遼闊，南北日照時(shí)間長(zhǎng)、差異大，為太陽(yáng)能光伏發(fā)電應(yīng)用提供了良好條件。基于此，本文將重點(diǎn)分析太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用要點(diǎn)。

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

中圖分類(lèi)號(hào)：TM615

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

引言

太陽(yáng)能光伏并網(wǎng)發(fā)電在滿(mǎn)足電力供應(yīng)需求的同時(shí)，還具有較高的經(jīng)濟(jì)性與環(huán)保性。不僅可以減少發(fā)電機(jī)的使用數(shù)量，同時(shí)還能節(jié)能減排，削弱對(duì)生態(tài)環(huán)境的破壞程度。特別是在光照充足的區(qū)域，還可以事先對(duì)太陽(yáng)能的狀態(tài)進(jìn)行預(yù)判，進(jìn)一步提高能源利用效率。

1太陽(yáng)能光伏的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

1.1環(huán)保性

太陽(yáng)能光伏在電氣節(jié)能應(yīng)用的過(guò)程中，環(huán)保性為主要的技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。其在實(shí)際應(yīng)用中不產(chǎn)生任何排放物，相較于火電，水電發(fā)電產(chǎn)生的環(huán)境污染，水污染現(xiàn)象，環(huán)保性的太陽(yáng)能光伏技術(shù)則具備較大的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。另外環(huán)保性的應(yīng)用特點(diǎn)優(yōu)勢(shì)發(fā)揮，對(duì)于其技術(shù)的可持續(xù)應(yīng)用，以及技術(shù)應(yīng)用中的安全性控制，奠定了良好的基礎(chǔ)。其次環(huán)保性的技術(shù)應(yīng)用，對(duì)于其技術(shù)應(yīng)用中的維護(hù)成本降低，也發(fā)揮了積極的作用。

1.2低功耗

太陽(yáng)能光伏在電氣節(jié)能中的應(yīng)用，從其技術(shù)的應(yīng)用原理方面分析，其主要由光伏轉(zhuǎn)換裝置，導(dǎo)線，太陽(yáng)能電池組成。從涉及的能耗裝置方面分析，低功耗為其技術(shù)應(yīng)用中的主要特點(diǎn)。實(shí)際應(yīng)用中評(píng)估低功耗的技術(shù)應(yīng)用特點(diǎn)，對(duì)于電力企業(yè)實(shí)際收益的提升，以及電網(wǎng)運(yùn)行效能的提升，發(fā)揮了重要的作用。其次低功耗的運(yùn)行特點(diǎn)，一定程度上也提升了技術(shù)應(yīng)用中的安全性，對(duì)于電氣設(shè)備的應(yīng)用壽命延長(zhǎng)，以及整體機(jī)組運(yùn)行中的穩(wěn)定性控制，發(fā)揮了重要的作用。具體應(yīng)用中如關(guān)于低功耗的特點(diǎn)發(fā)揮，主要表現(xiàn)為： 光伏發(fā)電裝置在進(jìn)行電能傳導(dǎo)中，應(yīng)用銅電纜導(dǎo)體進(jìn)行電能傳輸，有效的降低了電能傳輸中的裝置能耗，對(duì)于電能的應(yīng)用效果合理發(fā)揮，以及光伏發(fā)電企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益合理提升，發(fā)揮了重要的作用。

1.3 波動(dòng)性

電氣節(jié)能中應(yīng)用的太陽(yáng)能光伏，從其運(yùn)行原理方面分析，波動(dòng)性為技術(shù)應(yīng)用中的主要特點(diǎn)。其中波動(dòng)性的特點(diǎn)，主要表現(xiàn)為： 太陽(yáng)能光伏技術(shù)的應(yīng)用，受限于日照強(qiáng)度和時(shí)間，其在日照強(qiáng)度高，日照持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的環(huán)境下，裝置的電能產(chǎn)出量大，產(chǎn)出穩(wěn)定。反之在日照不穩(wěn)定，氣候環(huán)境變動(dòng)性較大的環(huán)境下，其裝置的電能產(chǎn)出量較小，電壓低。因此從電能應(yīng)用穩(wěn)定性的角度分析，太陽(yáng)能光伏在電氣節(jié)能技術(shù)中的應(yīng)用，宜采取微網(wǎng)組網(wǎng)技術(shù)進(jìn)行綜合應(yīng)用，以此降低產(chǎn)能波動(dòng)過(guò)大，對(duì)電力電網(wǎng)，以及電氣設(shè)備造成的沖擊，確保電能應(yīng)用的安全穩(wěn)定性。

2太陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用分析

2.1太陽(yáng)能電池技術(shù)

光伏發(fā)電技術(shù)的核心與關(guān)鍵是光伏電池。光伏電池經(jīng)歷了好幾代的變更與創(chuàng)新，第一光伏電池的主要原料是硅，在應(yīng)用技術(shù)不斷完善與應(yīng)用范圍不斷提升的共同作用下，第一代光伏電池原料的成本卻一直未能得到明顯的降低。第二代光伏電池的主要原料則是在襯底鋪上非硅材料，主要目的是降低電能的耗損。此方式使得光伏電池原料的成本得到了明顯的控制與降低。之后，光伏電池的原料則為繼晶體硅和薄膜電池，在設(shè)計(jì)理念與科學(xué)技術(shù)的完善下，有力地提升了光伏的轉(zhuǎn)換效率。

2.2并網(wǎng)逆變器控制技術(shù)

光伏型太陽(yáng)能發(fā)電并網(wǎng)控制的核心是要利用并網(wǎng)逆變器技術(shù)把光伏組件所產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)變?yōu)殡娋W(wǎng)電壓同頻、同相正弦交流電。功率因素及交流側(cè)電流控制是并網(wǎng)逆變中逆變控制的核心。

（1）直接電流控制

利用計(jì)算機(jī)技術(shù)計(jì)算出交流電流值，再通過(guò)引入交流電流反饋，直接控制交流電流，使其與指令電流值保持一致。通過(guò)“電網(wǎng)電壓信號(hào) × 電流有功給定”獲得與電網(wǎng)電壓同步的正弦參考電流波形，再控制輸出電流，使其跟蹤指令電流變化。直接電流控制法具有系統(tǒng)響應(yīng)速度快、控制電路簡(jiǎn)單，對(duì)系統(tǒng)參數(shù)依賴(lài)性低等優(yōu)勢(shì)。

（2）間接電流控制

間接電流控制主要是通過(guò)電壓控制完成，它是根據(jù)給定穩(wěn)態(tài)電流向量，以及給定 PWM 基波電壓向量幅值、相位，控制調(diào)節(jié)閉環(huán) PID，最終通過(guò)電壓控制實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)光伏發(fā)電并網(wǎng)電流。間接電流控制模式具有方法簡(jiǎn)單，無(wú)需并網(wǎng)電流反饋信號(hào)等優(yōu)勢(shì)。但不足之處是控制電路較復(fù)雜，且對(duì)系統(tǒng)參數(shù)的依賴(lài)性，影響系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度。

2.3光伏幕墻

光伏幕墻與傳統(tǒng)玻璃幕墻的構(gòu)造方式基本相同，兼具傳統(tǒng)玻璃幕墻的采光、遮陽(yáng)、保溫、抗風(fēng)壓等性能，還比傳統(tǒng)玻璃幕墻更加節(jié)能，是一種產(chǎn)能材料，因此可取代傳統(tǒng)玻璃幕墻。光伏幕墻有半透明幕墻和不透明幕墻。不透明幕墻多采用單晶硅和多晶硅組件，具有較高的發(fā)電效率。半透明幕墻多采用非晶硅薄膜電池，其優(yōu)點(diǎn)是透光率高、價(jià)格低、生產(chǎn)方便，缺點(diǎn)是光能利用率低。根據(jù)建筑設(shè)計(jì)采光要求，將這兩種幕墻按需分布。另外，光伏幕墻要符合 BIPV 要求，除發(fā)電功能外，要滿(mǎn)足幕墻所有功能要求，包括外部維護(hù)、透明度、力學(xué)、美學(xué)、安全等，而其光伏陣列偏離最佳安裝角度，光伏性能偏低，輸出功率偏低，組件成本高。因此，光伏幕墻必須在設(shè)計(jì)階段介入規(guī)劃設(shè)計(jì)，才能充分考慮以上問(wèn)題，為建筑帶來(lái)額外的“綠色概念”，提高建筑社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

2.4陽(yáng)能光伏發(fā)電并網(wǎng)電流控制技術(shù)

逆變器在并網(wǎng)技術(shù)中主要起控制作用，在逆變器的作用下，直流電能科學(xué)轉(zhuǎn)為交流電。設(shè)置逆變器，根本目標(biāo)是對(duì)電力諧波進(jìn)行科學(xué)的降低，從而確保電壓供應(yīng)的效率明顯地提高，由此保障電流輸入環(huán)節(jié)與輸出環(huán)節(jié)的科學(xué)性與穩(wěn)定性。光伏發(fā)電并網(wǎng)電流控制技術(shù)，主要應(yīng)用目標(biāo)是對(duì)電力總諧波的失真率進(jìn)行科學(xué)控制與有效減少，而電流控制策略的好壞直接影響著變換器控制系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)轉(zhuǎn)情況。

2.5光伏發(fā)電與并網(wǎng)施工技術(shù)

首先，準(zhǔn)備工作，主要是開(kāi)展定位放線工作，對(duì)支架的基礎(chǔ)構(gòu)建進(jìn)行科學(xué)的焊接，同時(shí)，安裝電池板的支架以及太陽(yáng)能電池板等設(shè)備，再安裝電器工程并進(jìn)行調(diào)試并網(wǎng)操作等。其次，在開(kāi)展全面施工前要對(duì)光伏屋面進(jìn)行徹底的清理，保障施工現(xiàn)場(chǎng)用電的安全性，同時(shí)，按照安裝圖紙的要求進(jìn)行安裝操作，確保施工的安全性與規(guī)范性。另外，安裝太陽(yáng)能電池板之前要對(duì)其進(jìn)行嚴(yán)格的檢驗(yàn)，確定太陽(yáng)能電池板無(wú)質(zhì)量問(wèn)題，并準(zhǔn)確測(cè)量開(kāi)路電壓。進(jìn)行匯流箱安裝時(shí)，安裝操作前要進(jìn)行嚴(yán)格的檢查。在安裝過(guò)程中，要充分保障安裝的穩(wěn)定性與電纜之間距離的安全性。在橋架安裝方面，要先對(duì)橋架的外形進(jìn)行檢查，保障其符合設(shè)計(jì)要求，并且用螺栓進(jìn)行連接固定。最后，調(diào)試并網(wǎng)操作，要先對(duì)系統(tǒng)的性能進(jìn)行檢測(cè)和調(diào)整，確保各個(gè)設(shè)備都能正常啟動(dòng)與運(yùn)轉(zhuǎn)，并且光伏發(fā)電系統(tǒng)的各項(xiàng)參數(shù)都能得到監(jiān)控軟件的全面監(jiān)控，待調(diào)試運(yùn)行合格后，才能進(jìn)行并網(wǎng)操作。

結(jié)束語(yǔ)

光伏發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)，不僅能實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽(yáng)能資源的科學(xué)轉(zhuǎn)換，降低對(duì)不可再生資料的消耗，同時(shí)，還能降低對(duì)自然環(huán)境的污染與破壞，同傳統(tǒng)類(lèi)型的能源開(kāi)發(fā)技術(shù)相比，具有明顯的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)。所以，加強(qiáng)對(duì)光伏發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)的研究與應(yīng)用，可以為社會(huì)經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展提供有力的保障。

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