電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電中的應用

張萌　彭勃　王輝

摘要：發(fā)展綠色能源，實現(xiàn)綠色建筑是當前國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略目標。光伏發(fā)電是一種可再生的綠色清潔能源，可以有效緩解我國經(jīng)濟建設中的能源短缺。簡單地說，光伏發(fā)電就是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，方便人們的生產(chǎn)和生活。光伏發(fā)電不同于燃煤發(fā)電。光伏發(fā)電不會產(chǎn)生垃圾、有毒物質(zhì)和資源浪費，取之不盡，用之不竭。電氣自動化可以有效提高太陽能利用效率。通過研究電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電中的應用，可以解決我國資源配置中的各種問題。

關鍵詞：太陽能 ?光伏發(fā)電 ?電氣自動化

引言

在社會經(jīng)濟快速發(fā)展的背景下，雖然有很多領域有理想的發(fā)展趨勢，但是資源和能源的極度損耗和過度消耗使得中國的不可再生能源稀缺。然而，與一次性不可再生能源相比，太陽能的使用可以避免不可再生資源和環(huán)境污染之間的差距。太陽能資源在當前中國社會經(jīng)濟發(fā)展中發(fā)揮著非常積極的作用?？梢哉f，太陽能的使用不僅改變了人們過去的生活，也使社會經(jīng)濟發(fā)展速度加快，但它仍能給人們現(xiàn)在的生活帶來非常積極的影響，此外，它還能使社會經(jīng)濟保持持續(xù)快速的發(fā)展。

一、太陽能光伏發(fā)電的原理

1.太陽能光伏發(fā)電的基本原理

太陽能光伏發(fā)電的基本原理是太陽能電池本身具有光伏效應，可以將散射輻射、反射輻射和直接輻射等多種不同形式的太陽輻射轉(zhuǎn)化為電能，并通過這種形式滿足電力需求。太陽能光伏系統(tǒng)的主要組成部分是充放電控制器、蓄電池、逆變器和電池模塊，以及監(jiān)控儀表等儲能和輔助發(fā)電設備。

2.太陽能光伏發(fā)電的特性

太陽能光伏發(fā)電有很多優(yōu)點：（1）太陽能主要來自人類生活的太陽，所以這種能量不會耗盡，所以當前能源市場的變化不會對當前的太陽能光伏發(fā)電產(chǎn)生負面影響。（2）由于太陽能主要來源于太陽，世界上每個地區(qū)都可以因該地區(qū)的運行而獲得照明，因此太陽能的使用不會受到該地區(qū)的影響或限制，電能實際傳輸所造成的損失也可以通過發(fā)電過程中使用燃料的成本來補充。（3）目前，太陽能光伏發(fā)電點大部分時間處于靜止狀態(tài)，沒有運動部件，因此設備目前的使用壽命將會延長，維護相對簡單。

二、太陽能光伏發(fā)電中電氣自動化的應用措施

1.電氣自動化在電力行業(yè)中的應用

現(xiàn)代社會的電氣工程在電氣工程實際施工時，有必要采用科學合理的形式來有效地運用電氣自動化技術，這不僅可以有效地降低相關人員的工作強度，還可以防止人為因素造成的故障。在合理提高電力系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性的過程中，電氣工程運行的經(jīng)濟性可以大大提高。

2.電氣自動化的相關控制方法

在建設和特殊使用過程中，電氣自動化系統(tǒng)因其優(yōu)越的性能被廣泛應用于許多領域，如公寓樓或購物中心。這部分生活場所和電氣自動化系統(tǒng)開始變得不可分割。此外，該系統(tǒng)開始廣泛應用于生態(tài)環(huán)境保護，也廣泛應用于醫(yī)療衛(wèi)生相關行業(yè)。該系統(tǒng)能充分發(fā)揮其在供暖和照明中的作用和價值，這是該系統(tǒng)被廣泛使用的主要原因。當電氣自動化系統(tǒng)在實踐中使用時，人們可以利用遙控器合理地控制家用電器，同時也可以控制員工自己的工作量和工作壓力。

3.在太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中的應用

如今，光伏發(fā)電系統(tǒng)開始向智能化方向發(fā)展，根據(jù)其需求和用途，發(fā)電方式也有所不同。這需要電氣自動化技術來確認發(fā)電類型的差異。同時，有必要根據(jù)當前發(fā)電的現(xiàn)有特點設計光伏發(fā)電系統(tǒng)的運行形式，以使實際發(fā)電過程中給電網(wǎng)帶來的較大負荷和損耗最小化。此外，在進行電氣自動化技術時，還可以檢測光伏發(fā)電系統(tǒng)中同步點和同步側(cè)的電量，并根據(jù)補償數(shù)據(jù)的時間差分析判斷所需的發(fā)電方式。傳輸和關閉頻率和控制時間點可以有效降低系統(tǒng)負擔，提高光伏發(fā)電效率。

4.電氣自動化在光伏建筑和光伏泵系統(tǒng)里的有效應用

電氣自動化系統(tǒng)通常用于光伏建筑和光伏水泵系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代社會的不斷快速發(fā)展和科學技術的進步，自動化產(chǎn)品在數(shù)量和種類上都在不斷提高。然而，在這些子產(chǎn)品中，有必要高度重視監(jiān)控軟件在實踐中的有效使用。無論是光伏電站還是光伏水泵系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)的實際使用中都會消耗大量的電能。如果單獨用電，它將消耗更多的電力資源。但是，如果合理利用太陽能光伏發(fā)電，不僅可以快速高效地檢測光伏發(fā)電，還可以根據(jù)具體情況合理地控制監(jiān)控軟件。此階段常用的通信方法包括串口等。

5.在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)直流變頻控制過程中的應用

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)在實際使用時，需要根據(jù)實際情況使用太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，不僅可以將太陽能直接轉(zhuǎn)換成可以在短時間內(nèi)使用的電能。如果簡單分析光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)的關系，太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以應用于兩個獨立的系統(tǒng)，即光伏系統(tǒng)和并網(wǎng)系統(tǒng)。還會有一些分散的組件，如光伏組件、功率轉(zhuǎn)換器件等。在對上述部分部件和裝置的有效控制中，電氣自動化控制技術得到了科學合理的應用。這不僅有利于將DC光伏能量轉(zhuǎn)換成交流功率，而且可以順利地傳遞轉(zhuǎn)換后的電流，為其提供良好的能量供應。

6.在太原能光伏發(fā)電系統(tǒng)無功補償控制過程中的應用

光伏發(fā)電系統(tǒng)本身就是一項非常高端的技術。在電源發(fā)展不穩(wěn)定的情況下，電壓不穩(wěn)定在高質(zhì)量發(fā)電中沒有得到合理可行的控制。然而，通過使用電氣自動化控制系統(tǒng)，可以確定無功功率的具體要求，并且可以控制無功功率損耗，從而可以將其調(diào)整到穩(wěn)定的范圍，并且可以根據(jù)光伏發(fā)電的具體要求來控制無功功率系統(tǒng)，從而可以減輕電壓不穩(wěn)定等問題。

7.光伏發(fā)電系統(tǒng)設備其全生命周期控制上的應用

雖然目前我國已經(jīng)成為太陽能光伏發(fā)電領域的領導者，但由于起步較晚，發(fā)展較快，光伏發(fā)電管理存在諸多不足。例如，當光伏發(fā)電出現(xiàn)問題時，許多機組通常開始完成相關設備的維護。這不僅會影響發(fā)電效率和質(zhì)量，還會降低耗電量。通過合理快速地使用電氣自動化技術，可以非常有效地監(jiān)控設備的實際運行狀態(tài)。同時，對設備進行全面合理的監(jiān)控，使維修人員能夠及時制定維修計劃，提高設備的生命周期和質(zhì)量。當電氣自動化控制系統(tǒng)有效使用時，可以有效判斷是否是無功功率的特定需求，從而有效控制無功功率損耗并將其調(diào)整到穩(wěn)定范圍。此外，還可以根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)本身提出的具體要求來達到控制無功功率的目的，最終使不穩(wěn)定的電壓狀況得到持續(xù)快速的緩解。

三、電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電中的應用趨勢

雖然我國土地資源豐富，但在過去，在我國電氣自動化不斷發(fā)展的過程中，許多不可再生資源逐漸被常用資源耗盡。目前，資源和能源問題已逐漸成為制約中國經(jīng)濟發(fā)展和人民生活水平的核心因素。此外，還大大減輕了勞動負擔，有效地監(jiān)控和管理了光伏發(fā)電的全過程，不僅提高了發(fā)電效率。另外，從環(huán)保發(fā)展的角度來看，光伏發(fā)電，如風力發(fā)電和水力發(fā)電，作為一種可再生能源，已經(jīng)為資源和環(huán)境產(chǎn)生了很多社會效益。

四、結(jié)語

近年來，電氣自動化技術在許多領域得到了廣泛的應用。同時，僅在今年，隨著我國科學技術的快速發(fā)展和不斷進步，我國電氣自動化技術的發(fā)展已經(jīng)非常成熟。同時，我們致力于將這項技術更廣泛地應用于太陽能光伏發(fā)電。這種方式的使用不僅使人們滿足了日常需求，而且促進了這一技術的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

參考文獻

[1]丁麗萍，帥傳敏，李文靜，等.基于SEM 的公眾太陽能光伏發(fā)電認知和采納意愿的實證研究 [J].資源科學，2015，37（07）：1414-1423.

[2]邵漢橋，張籍，張維.分布式光伏發(fā)電經(jīng)濟性及政策分析[J].電力建設，2014，35（07）：51-57.

[3]馬翠萍，史丹，叢曉男.太陽能光伏發(fā)電成本及平價上網(wǎng)問題研究[J].當代經(jīng)濟科學，2014，36（02）：85-94+127.

[3]胡云巖，張瑞英，王軍.中國太陽能光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀及前景[J].河北科技大學學報，2014，35（01）：69-72.

[5]張鐳.淺析電氣自動化工程中的節(jié)能設計技術[J].科技創(chuàng)新導報，2017，4（02）：17-18.