張玉祿

摘 要：隨著社會的不斷發(fā)展，光伏發(fā)電在我國的發(fā)展得到進(jìn)一步提高，更好地滿足我國電力系統(tǒng)的運(yùn)行要求，因此需要重點加強(qiáng)新能源光伏發(fā)電并網(wǎng)問題的研究。新能源光伏發(fā)電在應(yīng)用過程中沒有機(jī)械部件，不會產(chǎn)生燃料消耗，能夠更好的保證噪聲控制，沒有污染。同時，太陽能資源是一種可再生資源，能夠更好地緩解我國能源的壓力，因此進(jìn)一步加強(qiáng)光伏發(fā)電技術(shù)的研究非常有必要。

關(guān)鍵詞：新能源;光伏發(fā)電;并網(wǎng)問題

分類號：TM615

一、新能源光伏發(fā)電并網(wǎng)組成分析

新能源光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)，主要由光伏電池、支架、電纜、并網(wǎng)逆變器構(gòu)成，通過運(yùn)用該系統(tǒng)，可以產(chǎn)生和電網(wǎng)電壓相同的交流電。光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行原理比較簡單，通過利用電池方陣的光生伏特效應(yīng)，將太陽能快速的轉(zhuǎn)換成電能，然后經(jīng)過控制器的科學(xué)調(diào)節(jié)，輸入到逆變器當(dāng)中，最終并入公共電力網(wǎng)絡(luò)，該過程簡單快捷，能夠顯著降低電力能源損耗與浪費(fèi)。需要注意的是，因為電網(wǎng)與逆變器的輸出處于并聯(lián)狀態(tài)，故要保證兩者運(yùn)行頻率相同，如果兩者運(yùn)行頻率不同，特別容易發(fā)生電源充放電故障，增加系統(tǒng)損耗。

結(jié)合光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)得知，隨著技術(shù)發(fā)展并離網(wǎng)系統(tǒng)占比增多，其內(nèi)部的能量存儲裝置，具有良好的可調(diào)度作用，因為存在蓄電池，所以能夠連續(xù)供電，進(jìn)一步滿足了用戶的用電需求。此系統(tǒng)也可以提供較為穩(wěn)定的電壓，從某個角度來說，該系統(tǒng)具備功率調(diào)節(jié)功能，能夠明顯提升電力能源質(zhì)量。通過運(yùn)用光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)，能夠保證我國能源短缺問題得到一定緩解，結(jié)合我國可再生能源發(fā)展規(guī)劃得知，預(yù)計2050年，能夠?qū)崿F(xiàn)600GW太陽能發(fā)電機(jī)組目標(biāo)，在我國的電力裝機(jī)當(dāng)中，可再生能源大約占25%，其中光伏發(fā)電占5%。

二、光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)特點

結(jié)合我國現(xiàn)階段已接入電網(wǎng)光伏發(fā)電站類型得知，主要分成三個等級，分別是大型、中型、小型發(fā)電站，由于光伏電站所在區(qū)域的負(fù)荷不同，其容量也存在較大差距。通過采用光伏發(fā)電模式，可以保證太陽能快速轉(zhuǎn)換成直流電，但直流電無法并入到交流電網(wǎng)之中，經(jīng)過一系列的轉(zhuǎn)換后，形成交流電，可并入到交流電網(wǎng)中，在這個過程當(dāng)中，逆變器占據(jù)重要的作用。逆變器具備良好的保護(hù)功能，并網(wǎng)能力突出，能夠?qū)崿F(xiàn)最大功率的準(zhǔn)確追蹤。

另外，如果電網(wǎng)出現(xiàn)緊急故障，逆變器能夠自動將電源切斷，如果太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)內(nèi)部傳輸功率，超出了實際的負(fù)載需求，逆變器可以將額外電力，快速的輸送到公共電網(wǎng)當(dāng)中，從而提高了系統(tǒng)的安全性能。結(jié)合光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行特點能夠得知，受外界光照的影響，若不能夠產(chǎn)生足夠電力，系統(tǒng)能夠從電網(wǎng)中得到有效的補(bǔ)充。

三、新能源光伏發(fā)電核心并網(wǎng)技術(shù)分析

1.逆變器的最大功率追蹤

（1）擾動觀察方法

通過運(yùn)用此種觀察方法，在一定時間內(nèi)，增加、減少光伏陣列的電壓輸出，并結(jié)合機(jī)組輸出功率變化特點，對系統(tǒng)的輸出電壓進(jìn)行科學(xué)調(diào)整，確保系統(tǒng)所輸出的功率符合最大功率需求。此種方法操作簡便，傳感器無需具備較高精度。但需要注意的是，若采用此種觀察方法，系統(tǒng)最大功率周圍容易出現(xiàn)震動，造成功率的部分損失，同時布長設(shè)置難度較大，使得功率追蹤精度不斷下降。

（2）電導(dǎo)增量方法

此種方法主要是對光伏陣列電導(dǎo)增量與瞬時電導(dǎo)值，進(jìn)行科學(xué)的比較，從而確保信號跟蹤最大功率得到有效的控制，在系統(tǒng)控制過程當(dāng)中，相關(guān)人員要結(jié)合光伏陣列一端的輸出電壓，或電流的變化情況，合理選擇控制算法。從實際角度來說，此種方法主要由擾動觀察方法改進(jìn)得來，針對系統(tǒng)的控制精度更高，響應(yīng)速度特別快，能夠顯著減少系統(tǒng)震蕩。

但是，運(yùn)用此種方法，針對系統(tǒng)內(nèi)部的各項硬件要求特別高，特別是傳感器精度，在一定程度上會增加系統(tǒng)造價。

（3）恒電壓方法

此種方法又被稱作CVT，保證處于不同光照強(qiáng)度下的光伏輸出電壓保持不變，確保功率輸出的穩(wěn)定性。此種方法操作流程簡便，但缺點也較為顯著，假設(shè)外界溫度不發(fā)生任何變化，運(yùn)用此種方法，可以取得良好控制水平，但是，外界溫度逐漸變化，系統(tǒng)功率也會發(fā)生一定損失。尤其是太陽能電池，溫度明顯升高時，電池陣列伏安曲線和系統(tǒng)之前設(shè)置的電壓不會出現(xiàn)交點，系統(tǒng)容易出現(xiàn)振蕩。為了避免外界環(huán)境對該系統(tǒng)產(chǎn)生的不利影響，相關(guān)人員可以結(jié)合外界溫度變化特征，在系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)置最大的功率點，并合理控制光伏陣列溫度，科學(xué)確定電壓給定值。

2.核心問題

（1）因為外界的光照強(qiáng)度，會對光伏電站自身輸出功率產(chǎn)生一定的影響，受季節(jié)與天氣影響，系統(tǒng)容易出現(xiàn)不穩(wěn)定功率，所以，相關(guān)人員要全面考慮電壓波動問題，根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)特點，考慮到外界光照強(qiáng)度下降對系統(tǒng)電網(wǎng)產(chǎn)生的影響。

（2）如果光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)出現(xiàn)諧波問題，會顯著降低電網(wǎng)的安全性能與可靠性能，故相關(guān)人員要加強(qiáng)治理力度，系統(tǒng)直流電逆變成正弦交流電的過程當(dāng)中，容易出現(xiàn)斜坡問題，在正弦交流電入網(wǎng)期間，加強(qiáng)檢測，能夠避免此類問題的發(fā)生。

3.光伏并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計要點

（1）明確子系統(tǒng)組成要素。光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其中，直流配電監(jiān)測裝置與逆變器并網(wǎng)系統(tǒng)為核心元件，子系統(tǒng)較為獨(dú)立。在重要設(shè)備選型環(huán)節(jié)，遵守經(jīng)濟(jì)性原則，合理確定逆變器容量。通過科學(xué)選擇逆變器，能夠保證其保護(hù)功能得到更好發(fā)揮，提升光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的可靠運(yùn)行水平。

（2）科學(xué)設(shè)計測控保護(hù)裝置，針對系統(tǒng)所產(chǎn)生的過電流與過電壓，進(jìn)行有效保護(hù)。如果出現(xiàn)孤島效應(yīng)，逆變器能夠自動脫離。同時，全面考慮到防雷接地現(xiàn)象，通過在屋頂安裝變電站與光伏電池組件，并合理設(shè)置避雷帶，能夠顯著減少雷擊現(xiàn)象的發(fā)生，在設(shè)備外殼部位，也需要進(jìn)行接地處理，從而保障操作人員的生命安全。

四、結(jié)束語

綜上，因為地球資源消耗速度的不斷加快，新能源利用問題已經(jīng)引起全世界的廣泛重視，利用太陽能發(fā)電，可以保證全球資源緊張問題得到良好緩解。由于太陽能光伏發(fā)電技術(shù)不斷成熟，通過運(yùn)用光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)，能夠進(jìn)一步提高太陽能利用率。在本文中，通過全面分析了太陽能光伏發(fā)電核心并網(wǎng)技術(shù)，例如逆變器的最大功率追蹤、光伏并網(wǎng)系統(tǒng)設(shè)計要點等，可以確保光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的可持續(xù)運(yùn)行。

參考文獻(xiàn)：

[1]黃耀龍.光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制策略研究[J].電力設(shè)備管理，2020（12）.

[2]張超.新能源發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)電能質(zhì)量的分析研究[J].中國設(shè)備工程，2019（19）.

[3]靳重慶.光伏發(fā)電并網(wǎng)對電網(wǎng)運(yùn)行的影響及解決策略[J].電力設(shè)備管理，2020（02）.

（青海黃河光伏維檢有限公司 青海海南州 813000）