電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電中的應(yīng)用

范佳琪

摘 要：人類生產(chǎn)力不斷提高的主要表現(xiàn)之一是極度需求石油等自然能源，而現(xiàn)階段的不可再生能源已經(jīng)無法滿足社會生產(chǎn)的需要，可再生能源技術(shù)成為科技創(chuàng)新的新趨勢。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)備受矚目，但其應(yīng)用也離不開電氣自動化的發(fā)展。基于此，文章將對電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電中的應(yīng)用方法和應(yīng)用內(nèi)容等進(jìn)行深入分析和研究，旨在促進(jìn)我國太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的快速發(fā)展。

關(guān)鍵詞：電氣自動化;太陽能;光伏發(fā)電

太陽能是一種新興的可再生能源，具有無限性和綠色環(huán)保的優(yōu)勢。合理利用太陽能將會在很大程度上緩解能源緊缺的問題，為實現(xiàn)綠色生產(chǎn)、環(huán)保生活提供技術(shù)基礎(chǔ)。在太陽能光伏發(fā)電中，電氣自動化的應(yīng)用是核心。目前，我國電氣自動化應(yīng)用在太陽能光伏發(fā)電方面的水平有待提升，需要進(jìn)一步結(jié)合生產(chǎn)、生活實際來不斷提高其應(yīng)用水平。

1 ? ?太陽能光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀

科技革命極大地推動了生產(chǎn)力的發(fā)展，世界范圍內(nèi)都面臨著能源緊缺的困境，能源不足與生產(chǎn)發(fā)展之間的矛盾十分突出。對我國來說，在社會生產(chǎn)力不斷發(fā)展和提高的前提下，綠色環(huán)保發(fā)展、可持續(xù)發(fā)展等理念已經(jīng)深入人心，“低碳生活”“綠色出行”等改變了人們的生產(chǎn)、生活方式。與此同時，太陽能光伏發(fā)電也逐漸被公眾了解，并被認(rèn)為是未來綠色技術(shù)的發(fā)展方向。當(dāng)前，我國各地都在普及和發(fā)展太陽能光伏發(fā)電技術(shù)，優(yōu)勢也已經(jīng)凸顯[1]。電氣自動化能夠?qū)崿F(xiàn)電力系統(tǒng)的自動控制與檢測，及時發(fā)現(xiàn)故障信息，實現(xiàn)電力系統(tǒng)的智能化管理。在這個過程中，電力系統(tǒng)的消耗有所降低，工作效率也大大提升。將電氣自動化技術(shù)應(yīng)用于太陽能光伏發(fā)電技術(shù)中是光伏發(fā)電技術(shù)的主要內(nèi)容，將進(jìn)一步提高太陽能能源的利用率，不斷提高我國太陽能光伏發(fā)電的技術(shù)水平，為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展、建設(shè)生態(tài)環(huán)保型社會奠定基礎(chǔ)。

2 ? ?電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電中的應(yīng)用

2.1 ?在光伏建筑及水泵系統(tǒng)中的應(yīng)用

太陽能的光伏發(fā)電系統(tǒng)需要一定的光伏建筑和水泵電力系統(tǒng)，利用電氣自動化技術(shù)可以在第一時間發(fā)現(xiàn)故障，保障系統(tǒng)的安全性。具體來說，在光伏建筑和水泵系統(tǒng)的通信手段和監(jiān)控軟件系統(tǒng)中，利用電氣自動化的故障識別優(yōu)勢，在集熱太陽能電池板發(fā)生異常狀況時，及時識別并做出反應(yīng)，確保光伏發(fā)電的安全性。在太陽能光伏發(fā)電中，光伏建筑和水泵系統(tǒng)的通信方式主要包括串口、通用分組無線服務(wù)技術(shù)、北斗無線通信等。發(fā)電所需的太陽能電池板數(shù)量很多，電氣自動化技術(shù)可以對電池板的運行發(fā)電情況進(jìn)行監(jiān)控，也能對通信系統(tǒng)的安全連接進(jìn)行監(jiān)控管理，因此，電氣自動化能夠識別出其中存在的異常，并在故障發(fā)生的第一時間反饋信息，保障發(fā)電的基礎(chǔ)穩(wěn)定性。

2.2 ?在光伏發(fā)電系統(tǒng)直流逆變中的應(yīng)用

為了適應(yīng)現(xiàn)代化電力事業(yè)發(fā)展的需要，我國的光伏發(fā)電從直流電轉(zhuǎn)變成為交流電，通過電氣自動化技術(shù)來實現(xiàn)電流輸電方式的徹底轉(zhuǎn)變。太陽能光伏發(fā)電的核心是在特定的技術(shù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中將太陽能轉(zhuǎn)化成電能，需要特定的光伏陣列、充電放點控制器以及蓄電池中的逆變器等來實現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化，變成可以被輸電發(fā)送的電力能源[2]。整個技術(shù)運行系統(tǒng)具有復(fù)雜性，因此，離不開電氣自動化技術(shù)，利用電氣自動化就可以確保各個器具、連接系統(tǒng)等實現(xiàn)高效運轉(zhuǎn)，在將直流電轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟姷耐瑫r，將電能高效、快速地輸送到各個電力電網(wǎng)系統(tǒng)中，真正實現(xiàn)太陽能光伏發(fā)電的目標(biāo)。

2.3 ?在光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)生的電能最終被社會生產(chǎn)、生活使用，并網(wǎng)系統(tǒng)是其中的關(guān)鍵形式。如果是獨立的光伏發(fā)電，那么除了要實現(xiàn)太陽能與電能的轉(zhuǎn)化以外，還需要進(jìn)行電能的存儲，給整個系統(tǒng)帶來極大的負(fù)擔(dān)。因此，利用并網(wǎng)系統(tǒng)將光伏發(fā)電產(chǎn)生的電能輸送到我國的國家電網(wǎng)系統(tǒng)中，就是將光伏發(fā)電與國家電網(wǎng)之間實現(xiàn)“并網(wǎng)”[3]。在并網(wǎng)系統(tǒng)中，只有采用科學(xué)、合理的分配發(fā)電模式，才能保證電能不會對電網(wǎng)造成破壞性的沖擊。利用電氣自動化技術(shù)可以實現(xiàn)系統(tǒng)的自動智能化發(fā)電，即在同期點兩側(cè)中的電氣量檢測中使用電氣自動化技術(shù)，并對同期并列的電氣量數(shù)值信息進(jìn)行分析，能夠?qū)?shù)據(jù)傳輸產(chǎn)生的“時間差”進(jìn)行判斷，從而自動控制光伏發(fā)電中的合閘頻率和時間，保證實現(xiàn)并網(wǎng)的同時，也不會對發(fā)電設(shè)備產(chǎn)生沖擊性影響。

2.4 ?在光伏發(fā)電無功補償控制中的應(yīng)用

在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，設(shè)備一般屬于元器件，即電子元器件。在現(xiàn)有的技術(shù)水平下，電子元器件的特點是在設(shè)備系統(tǒng)啟動時產(chǎn)生一定的諧波，從而對系統(tǒng)的穩(wěn)定性造成沖擊，比如，造成電壓過高或電壓過低等問題，影響太陽能光伏發(fā)電的整體系統(tǒng)運行。此外，電子元器件還可能會產(chǎn)生無功率的損耗問題，也影響了電能的產(chǎn)出效率。利用電氣自動化技術(shù)可以解決該問題，即利用電氣自動化對無功需求量進(jìn)行分析、判定，進(jìn)而利用自動控制技術(shù)將功能損耗控制在系統(tǒng)允許的范圍內(nèi)，就能有效保障電壓的穩(wěn)定性?？梢钥闯觯姎庾詣踊軌?qū)崿F(xiàn)無功補償控制的功能，解決無功損耗的問題，維系光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

3 ? ?結(jié)語

太陽能光伏發(fā)電具有無可比擬的技術(shù)優(yōu)勢，且應(yīng)用前景廣闊。在可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略推進(jìn)的過程中，綠色經(jīng)濟(jì)將是重要內(nèi)容，其中就離不開太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的推動作用。將電氣自動化應(yīng)用到太陽能光伏發(fā)電中，本質(zhì)是充分利用兩種技術(shù)的優(yōu)勢，提高發(fā)電效率，確保太陽能光伏發(fā)電的產(chǎn)能，充分利用太陽能來實現(xiàn)穩(wěn)定發(fā)電、環(huán)保發(fā)電的目標(biāo)。電氣自動化可以應(yīng)用在光伏發(fā)電中系統(tǒng)的光伏建筑系統(tǒng)、水泵系統(tǒng)、直流逆變技術(shù)系統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)和無功補償系統(tǒng)等具體的技術(shù)體系中，而該技術(shù)也將在不斷創(chuàng)新中發(fā)揮出更大的作用。

[參考文獻(xiàn)]

[1]王兵.電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電中的應(yīng)用研究[J].科技經(jīng)濟(jì)導(dǎo)刊，2019（23）：85.

[2]邢尚林.太陽能光伏發(fā)電的中長期隨機特性分析[J].中國新通信，2018（12）：222-223.

[3]王振杰.淺談電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電中的應(yīng)用[J].中國戰(zhàn)略新興產(chǎn)業(yè)，2018（4）：37.