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      太陽能光伏發(fā)電控制技術(shù)應(yīng)用研究

      2017-02-23 06:31:36鄔曉羽
      西部論叢 2017年10期
      關(guān)鍵詞:光伏發(fā)電控制技術(shù)半導(dǎo)體

      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。

      參考文獻(xiàn)

      [1] 朱春穎.太陽能光伏發(fā)電微電網(wǎng)中控制技術(shù)的研究[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2017,14(33):97+99.

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