太陽能光伏發(fā)電控制技術(shù)應(yīng)用研究

鄔曉羽

摘 要：現(xiàn)如今，我國的科技發(fā)展十分迅速，分布式光伏發(fā)電技術(shù)是一種新型的發(fā)電技術(shù)，相對于傳統(tǒng)的發(fā)電技術(shù)而言，這種技術(shù)具有節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)性高等有點(diǎn)，分布式光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用也越來越廣泛，對我國電力行業(yè)的發(fā)展有一定的促進(jìn)作用。本文對分布式光伏發(fā)電運(yùn)行控制技術(shù)進(jìn)行分析和探討。

關(guān)鍵詞：太陽能 光伏發(fā)電 控制技術(shù) 半導(dǎo)體

引 言

在當(dāng)今能源枯竭，資源緊張的現(xiàn)實(shí)狀況下，尋找新能源成為大家關(guān)注的話題。太陽能是地球上的清潔能源，取之不盡，用之不竭，利用太陽能資源的光伏發(fā)電技術(shù)就是太陽能資源利用的一種。將光伏發(fā)電接入電力系統(tǒng)，是利用太陽能資源的關(guān)鍵一步。

1、光伏發(fā)電系統(tǒng)概述

光伏發(fā)電技術(shù)是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)化為直流電的技術(shù)，太陽能作為清潔、可持續(xù)能源，在發(fā)電系統(tǒng)中的應(yīng)用前景越來越大，在當(dāng)前的發(fā)電系統(tǒng)中有多種形式的光伏發(fā)電系統(tǒng)，常用的是獨(dú)立太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)、分布式太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。其中獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)是一種獨(dú)立運(yùn)行的發(fā)電系統(tǒng)，和電網(wǎng)之間沒有聯(lián)系，一般建立在與電力系統(tǒng)相隔較遠(yuǎn)的邊遠(yuǎn)地區(qū)或者野外，白天太陽能豐富的時(shí)候可以將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，儲存在蓄電池中供晚上使用。但獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性不高，所以一般都會建立一個(gè)普通的輔助電站，一旦出現(xiàn)故障時(shí)可以應(yīng)急，所以獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)的成本較高。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的一個(gè)特點(diǎn)是將光伏發(fā)電設(shè)備與電網(wǎng)并網(wǎng)連接在一起進(jìn)行發(fā)電的一種模式，光伏發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生的電能必須要經(jīng)過逆變器轉(zhuǎn)化之后才可以送入電網(wǎng)，不需要蓄電池，而且運(yùn)行比獨(dú)立光伏發(fā)電系統(tǒng)穩(wěn)定，成本更低。這兩種發(fā)電系統(tǒng)都有一定的局限性，隨著電力行業(yè)的不斷發(fā)展，發(fā)電技術(shù)的研究也越來越深入，產(chǎn)生了一種新的發(fā)電模式，即分布式光伏發(fā)電，該模式是一種就近發(fā)電、就近并網(wǎng)利用的發(fā)電模式，屬于家庭發(fā)電模式中的一種，具有很高的節(jié)能性、環(huán)保性，而且分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)使用十分便捷，群眾可以在自家屋頂以及戶外場地中選擇合適的位置進(jìn)行安裝，安裝過程簡便，設(shè)備的空間占用率小，由于優(yōu)點(diǎn)眾多，當(dāng)前分布式光伏發(fā)電的應(yīng)用越來越廣泛。

2、光伏發(fā)電控制技術(shù)

2.1儲能與充放電控制

系統(tǒng)的控制器需要對最大輸出功率進(jìn)行跟蹤，確保系統(tǒng)始終以最大功率進(jìn)行輸出，避免蓄電池深度放電與過充電，同時(shí)使蓄電池進(jìn)入最佳使用狀態(tài)。系統(tǒng)充電控制模塊使用性能主要受電壓外環(huán)檢測精確度影響。普通電壓檢測對充電時(shí)的蓄電池進(jìn)行持續(xù)檢測。如果蓄電池端電壓超過限定值，則蓄電池充滿，隨機(jī)停止充電。蓄電池在充電時(shí)其端電壓可以達(dá)到限定值，而在停止充電之后，端電壓將開始下降，事實(shí)上并沒有完全充足?？梢?，該方法不能滿足充電特性，無法發(fā)揮整體效能，還會縮短電池使用壽命。

2.2施工技術(shù)

施工需要準(zhǔn)備工作，定位放線，焊接支架基礎(chǔ)構(gòu)架，安裝電池板支架，安裝太陽能電池板，安裝電氣工程，調(diào)試并網(wǎng)等。施工之前要徹底清理光伏屋面，保證施工現(xiàn)場用電，嚴(yán)格按照圖紙安裝，及時(shí)與施工人員做好安全技術(shù)工作。太陽能電池板安裝前要先檢驗(yàn)，保持無裂紋、無變形、無劃痕、無損壞等，在陽光下的開路電壓需要準(zhǔn)確測量。要避免組件從支架上滑落造成人員和財(cái)產(chǎn)損失。應(yīng)當(dāng)一人確保支架正常的情況下，一人將組件在螺母上固定。各個(gè)組件要保持橫平豎直，從上到下逐塊安裝。安裝匯流箱時(shí)要首先檢查，并安裝牢固，電纜與匯流箱之間保持安全距離。安裝橋架前要確認(rèn)橋架無變形，并要求與設(shè)計(jì)吻合，使用螺栓連接，確保電纜橋架垂直和水平的誤差符合要求。調(diào)試并網(wǎng)需要檢測和調(diào)整系統(tǒng)性能，步驟是啟動系統(tǒng)設(shè)備，重點(diǎn)觀察配電裝置和逆變器能否正常工作，檢查光伏發(fā)電系統(tǒng)參數(shù)能否被監(jiān)控軟件顯示正常。調(diào)試運(yùn)行合格后可以并入電網(wǎng)。

2.3并網(wǎng)控制

當(dāng)系統(tǒng)要并入公共電網(wǎng)時(shí)，系統(tǒng)輸出的電壓及頻率除了要和電網(wǎng)保持一致，相位也應(yīng)與電網(wǎng)完全一致，實(shí)現(xiàn)同步。為達(dá)到同步，就要用到逆變器。利用并網(wǎng)系統(tǒng)后，光伏電池產(chǎn)生的功率能順利轉(zhuǎn)換成市電，同時(shí)和公共電網(wǎng)實(shí)現(xiàn)并入。在這種情況下，借助逆變器，可減小因?yàn)轲伻腚娏鞫a(chǎn)生的諧波。對于饋入電網(wǎng)，其諧波失真應(yīng)盡可能的低，同時(shí)要做好輸出電流和功率轉(zhuǎn)換的控制，可見這是一個(gè)十分復(fù)雜的問題。并網(wǎng)系統(tǒng)的逆變器主要采用雙環(huán)控制，對外環(huán)電壓環(huán)，其將在理想情況下的正弦波為依據(jù)和參考，比對參考與輸出電壓，取其為調(diào)節(jié)裝置的輸入值，同時(shí)考慮電壓前饋。

3、太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用前景

我國太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)成本高，但國家政策支持，大多數(shù)擁有補(bǔ)貼，技術(shù)問題也相繼攻克，但政策體制和管理機(jī)制是最大短板。分布式光伏電站占地少，分布廣，應(yīng)設(shè)立國家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，出臺管理辦法，由電網(wǎng)公司、管理部門和光伏業(yè)界共同推動。明確光伏電力收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)，在符合技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的情況下，推動用戶側(cè)并網(wǎng)，自發(fā)自用和余電上網(wǎng)以及調(diào)劑余缺等措施。允許光伏公司在非自有土地上建設(shè)分布式小型光伏電站，與建筑業(yè)主實(shí)現(xiàn)利益分配，有最初的投資補(bǔ)貼轉(zhuǎn)變?yōu)殡妰r(jià)補(bǔ)貼。

4、結(jié)束語

太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)在應(yīng)用中體現(xiàn)出其它能源所不具備的清潔、技能、環(huán)保、可再生的優(yōu)勢，可以有效提高能源利用率，在未來具有廣泛的應(yīng)用前景。社會經(jīng)濟(jì)穩(wěn)步向前發(fā)展，光伏發(fā)電技術(shù)的優(yōu)勢也逐漸顯露。

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