光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)探析

郝琳

摘 要：隨著我國(guó)對(duì)生態(tài)方面的問題越來(lái)越重視，我國(guó)針對(duì)環(huán)境問題的改善出臺(tái)了相應(yīng)的政策，并加大力度鼓勵(lì)清潔、安全能源產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)步，光伏行業(yè)迎來(lái)了很好的發(fā)展時(shí)機(jī)。在當(dāng)代社會(huì)背景下，國(guó)內(nèi)各地區(qū)都在探究光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)。如果光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)可以提升，那么不僅可以改善生態(tài)環(huán)境的污染問題，還可以節(jié)約成本，在無(wú)污染的條件下提高發(fā)電量，增加產(chǎn)值。

關(guān)鍵詞：光伏發(fā)電并網(wǎng);發(fā)展現(xiàn)狀;趨勢(shì)

隨著煤、石油等化石能源的儲(chǔ)備量越來(lái)越少，人類必須要面對(duì)能源危機(jī)這個(gè)現(xiàn)實(shí)情況。為了讓人類賴以生存的環(huán)境得到一定的改善，維持人和自然之間的和諧關(guān)系，各個(gè)國(guó)家都在新能源發(fā)展方面作出最大的努力。光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)與水力發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電相比，具有沒有噪音、沒有污染、發(fā)生故障的概率低和護(hù)理比較簡(jiǎn)單方便等優(yōu)點(diǎn)，取之不盡、用之不竭的光能源可以給人們提供較好的光伏發(fā)電環(huán)境?，F(xiàn)實(shí)數(shù)據(jù)顯示，光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)已經(jīng)成為目前比較新穎的一項(xiàng)技術(shù)，特別是大型化的光伏發(fā)電和并網(wǎng)化的光伏發(fā)電，共同承擔(dān)著發(fā)電的任務(wù)。

1?簡(jiǎn)述光伏發(fā)電的概念

光伏發(fā)電是光能發(fā)電的一種方式，光伏發(fā)電運(yùn)用微網(wǎng)技術(shù)接入超高壓的發(fā)電網(wǎng)里，微網(wǎng)和超高壓發(fā)電網(wǎng)彼此依存、相輔相成。光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)是綠色能源、清潔能源技術(shù)的一種，因此，對(duì)生態(tài)環(huán)境不會(huì)產(chǎn)生污染，完全符合我國(guó)對(duì)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境以及社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需求。

提升光伏發(fā)電技術(shù)不僅可以解決生態(tài)污染的難題，還能節(jié)省發(fā)電的成本，進(jìn)一步節(jié)省時(shí)間和空間等成本?？偟膩?lái)說(shuō)，并網(wǎng)型光伏發(fā)電技術(shù)有兩方面的明顯優(yōu)勢(shì)：一方面，并網(wǎng)型光伏發(fā)電使用的是太陽(yáng)能這種綠色、清潔能源，所以并不會(huì)過(guò)度浪費(fèi)能源，在現(xiàn)實(shí)運(yùn)用的過(guò)程中，也可以更好地保護(hù)生態(tài)不受污染，符合我國(guó)持續(xù)發(fā)展的要求。傳統(tǒng)的發(fā)電方式是使用化石能源來(lái)完成的，但是化石能源非常有限，在短時(shí)間內(nèi)不能再生，同時(shí)在運(yùn)用時(shí)，會(huì)散發(fā)出對(duì)生態(tài)造成嚴(yán)重污染的氣體。隨著人們?cè)絹?lái)越關(guān)注生態(tài)環(huán)境保護(hù)方面的問題，光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)逐漸進(jìn)入人們的生活中。另一方面，并網(wǎng)型光伏發(fā)電的發(fā)電方式大大降低了技術(shù)難度，同時(shí)也節(jié)約了建設(shè)和維護(hù)等相關(guān)成本，減少發(fā)電成本可以在很大程度上推動(dòng)國(guó)家電網(wǎng)多元化的可持續(xù)綠色發(fā)展。

2?光伏發(fā)電的發(fā)展現(xiàn)狀

2.1? 光伏發(fā)電的國(guó)內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀

我國(guó)對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)的研究始于20世紀(jì)70年代，在最初發(fā)展階段進(jìn)行規(guī)模較大的投資和光伏發(fā)電技術(shù)研究，讓我國(guó)光伏發(fā)電行業(yè)逐漸壯大。光伏發(fā)電很大程度地推動(dòng)了中國(guó)能源轉(zhuǎn)型，當(dāng)前我國(guó)并網(wǎng)光伏裝機(jī)的容量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了? ? ? ? 1.4億kW。我國(guó)不斷運(yùn)用和宣傳光伏發(fā)電技術(shù)的主要原因就是我國(guó)擁有豐富的光能源，還有一部分原因是光伏發(fā)電技術(shù)可以充分滿足我國(guó)大量人口的用電需求。對(duì)安全、綠色能源展開探究，一定要從光伏發(fā)電技術(shù)著手，對(duì)其展開深入研究有著重要的意義[1]。

1985年，我國(guó)研發(fā)并網(wǎng)型光伏發(fā)電技術(shù)時(shí)，就將美國(guó)研發(fā)的單硅太陽(yáng)能和非晶體硅電池運(yùn)用到了當(dāng)時(shí)的研究項(xiàng)目中，開始對(duì)光伏發(fā)電進(jìn)行更加深入的探究。通過(guò)開展金太陽(yáng)工程，促進(jìn)了針對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)的研究。通過(guò)大數(shù)據(jù)分析可知，我國(guó)從1997年開始就建設(shè)了很多不同類型的光伏發(fā)電站;1998年時(shí)，在西藏建設(shè)了一個(gè)光伏發(fā)電的站點(diǎn)，這個(gè)光伏發(fā)電站同時(shí)也是我國(guó)海拔最高的發(fā)電站。在我國(guó)寧夏太陽(yáng)山的光伏發(fā)電站，應(yīng)用的是陽(yáng)光電源的并網(wǎng)逆變器，也是我國(guó)規(guī)模很大的并網(wǎng)。直到2020年，我國(guó)光伏發(fā)電站的發(fā)電量達(dá)到180萬(wàn)kW，但是我國(guó)還有很多地區(qū)的電能比較缺乏。隨著我國(guó)社會(huì)的發(fā)展與進(jìn)步，光伏發(fā)電會(huì)有更好的發(fā)展趨勢(shì)。

2.2? 我國(guó)光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展不協(xié)調(diào)

我國(guó)是著名的制造國(guó)家，在光伏行業(yè)的出產(chǎn)方面也是如此。當(dāng)前，我國(guó)是光伏行業(yè)發(fā)電的主要根據(jù)地，相關(guān)產(chǎn)品包含晶體芯片的出產(chǎn)、光能電池的出產(chǎn)等。隨著光伏行業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)越來(lái)越好，國(guó)內(nèi)許多企業(yè)家也開始建立光伏工業(yè)公司。其中最嚴(yán)重的問題就是光伏行業(yè)的領(lǐng)域雖然很大，但是技術(shù)含量卻非常低。因此，我國(guó)境內(nèi)的光伏工業(yè)發(fā)展產(chǎn)生了嚴(yán)重的不協(xié)調(diào)情況。境外穩(wěn)步發(fā)展的光伏工業(yè)為了保護(hù)己方利益，對(duì)中國(guó)光伏行業(yè)實(shí)行了技術(shù)上的壟斷，因此，雖然我國(guó)光伏產(chǎn)業(yè)有很大的規(guī)模，但真正有用的技術(shù)是不完善的。

從市場(chǎng)方面考慮，我國(guó)依舊有很多地區(qū)處于缺電或者無(wú)電的狀態(tài)，人們急需生活用電，再加上我國(guó)社會(huì)在不斷進(jìn)步，一定可以為光伏發(fā)電市場(chǎng)提供更好的發(fā)展機(jī)遇，光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)也會(huì)有更好的發(fā)展趨勢(shì)，會(huì)在一定程度上為提升人民的生活質(zhì)量作出巨大貢獻(xiàn)。

2.3? 光伏發(fā)電的國(guó)外發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前，日本和歐洲占據(jù)的光伏發(fā)電市場(chǎng)已經(jīng)遠(yuǎn)超美國(guó)，綠色、安全和清潔是光伏發(fā)電技術(shù)具備的特點(diǎn)。因此，現(xiàn)在全球都提高了對(duì)光伏發(fā)電市場(chǎng)的關(guān)注度，太陽(yáng)能組件的容量和工作時(shí)間持續(xù)呈現(xiàn)上升的勢(shì)態(tài)，但是組件的單價(jià)卻在逐漸降低，造成光伏電站的數(shù)量不斷增加的情況，光伏發(fā)電行業(yè)的形勢(shì)較好[2]。

光伏工業(yè)在世界范圍內(nèi)處于積極發(fā)展的階段。2006年以前，光伏發(fā)電工業(yè)的年增長(zhǎng)率只有33%，隨著光伏發(fā)電技術(shù)在世界范圍內(nèi)的進(jìn)步，并網(wǎng)發(fā)電技術(shù)也在市場(chǎng)中占據(jù)了一定的地位。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，直到2010年，全世界的并網(wǎng)發(fā)電網(wǎng)絡(luò)共有30 GW，其中，日本所占比例最高，歐洲的太陽(yáng)能光伏發(fā)電達(dá)到了3 GW。

2.4? 國(guó)際光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)激烈

在國(guó)際上，光伏產(chǎn)業(yè)的進(jìn)步帶來(lái)了很大的競(jìng)爭(zhēng)壓力，各個(gè)國(guó)家的光伏產(chǎn)業(yè)都在爭(zhēng)做領(lǐng)先者，不斷研發(fā)更多、更好的產(chǎn)品。因此，相對(duì)于我國(guó)光伏工業(yè)來(lái)說(shuō)，打破國(guó)際上的壁壘、提升光伏工業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力非常艱難。

全世界范圍內(nèi)的光伏技術(shù)都在不斷進(jìn)步，可以體現(xiàn)在以下方面：（1）累計(jì)裝有太陽(yáng)電池組件的容量有所增加; （2）太陽(yáng)電池組件的單價(jià)在不斷下降;（3）太陽(yáng)電池組件的使用期限不斷延長(zhǎng);（4）硅材料的耗費(fèi)不斷下降;（5）屋頂并網(wǎng)光伏系統(tǒng)增加;（6）發(fā)電成本降低，電價(jià)也在降低;? （7）大型光伏電站逐漸增多。

3?光伏發(fā)電并網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)分析

3.1? 子系統(tǒng)

對(duì)獨(dú)立的子系統(tǒng)和逆變器的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)展開充分連接，能夠組成光伏發(fā)電系統(tǒng)。三相交流電和升壓變壓器展開充分連接，主要依賴于并網(wǎng)逆變器，然后直接連接到網(wǎng)絡(luò)中。

3.2? 主要設(shè)備

逆變器的最大容量和最小的單位成本之間有著非常緊密的關(guān)系，較大容量的逆變器只要發(fā)現(xiàn)運(yùn)行有誤，就能直接對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生較大影響。因此，想要挑選更好的并網(wǎng)逆變器，就需要對(duì)處在實(shí)際運(yùn)用中的光伏發(fā)電系統(tǒng)進(jìn)行一定的考量，除此之外，還要對(duì)逆變器的容量進(jìn)行充分考慮。過(guò)壓和反極性保護(hù)都是并網(wǎng)逆變器的功能，對(duì)光伏系統(tǒng)中的逆變器展開相關(guān)檢查，能夠使用直流配電穩(wěn)定電池電流，保證數(shù)據(jù)能夠精準(zhǔn)地傳輸?shù)娇刂破魃?，進(jìn)而安全地運(yùn)行系統(tǒng)。把獨(dú)立網(wǎng)絡(luò)作為使用設(shè)備，同時(shí)運(yùn)用并網(wǎng)逆變器時(shí)也能使用這種方式[3]。

3.3? 增壓系統(tǒng)

向電網(wǎng)展開反饋的交流電電流的主要來(lái)源是并網(wǎng)逆變器，而對(duì)升壓變壓器的額定值產(chǎn)生影響的電能源于光伏發(fā)電系統(tǒng)。分層里的主要分布情況是：逆變器室在上面一層，配電室在下面一層。在對(duì)高低壓進(jìn)氣柜進(jìn)行挑選的過(guò)程中，高壓和低壓分別對(duì)應(yīng)的進(jìn)氣柜是中央控制柜和拉出開關(guān)柜。除此以外，還要通過(guò)計(jì)算機(jī)對(duì)變壓器電壓和線圈溫度展開相關(guān)的監(jiān)控。增壓系統(tǒng)能夠在同一時(shí)間運(yùn)行多個(gè)逆變器，主要由組控制器來(lái)對(duì)逆變器展開控制，該控制器在減少逆變器損耗的同時(shí)，還可以延長(zhǎng)其使用期限。

3.4? 保護(hù)措施

為了對(duì)升壓變壓器電源和電壓開展充分的保護(hù)和控制，專門安裝了高溫跳閘裝置。除此以外，為了避免出現(xiàn)過(guò)壓和欠壓的現(xiàn)象，還安裝了保護(hù)并網(wǎng)機(jī)柜和電容柜的有關(guān)設(shè)備。如果電流的釋放產(chǎn)生相應(yīng)的問題，那么主要依靠逆變器來(lái)斷開系統(tǒng)連接，同時(shí)還要保障系統(tǒng)的正常運(yùn)作。

4?光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)

現(xiàn)今，光伏發(fā)電已經(jīng)成為先進(jìn)的清潔能源發(fā)電模式，擁有太陽(yáng)能的所有優(yōu)點(diǎn)。但因?yàn)槲覈?guó)的并網(wǎng)型光伏發(fā)電技術(shù)出現(xiàn)得比較晚，依然要面對(duì)氣候變化的影響、價(jià)錢比較昂貴、逆變器會(huì)發(fā)生一定的諧波重疊等各類必須要解決的難題，而且我國(guó)還有很多地方缺電或者沒有電。隨著對(duì)光伏發(fā)電的深入探究、科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展，光伏發(fā)電技術(shù)的問題將有更加周全的解決辦法，而且并網(wǎng)型光伏發(fā)電技術(shù)一定會(huì)成為世界范圍內(nèi)廣泛運(yùn)用的發(fā)電技術(shù)。但是，對(duì)于光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)還要進(jìn)行更加深入的探究，特別是在切換和控制這兩個(gè)方向。因此，充分研究光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的控制是非常重要的，在切換這個(gè)方向也要尋找更好的解決方法。隨著科技的不斷進(jìn)步，之前在并網(wǎng)型光伏發(fā)電技術(shù)方面忽略的大多數(shù)問題，都將成為主要的考慮對(duì)象，在未來(lái)的探究中終會(huì)得到解決。

5 結(jié)語(yǔ)

在當(dāng)前的社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展背景下，全國(guó)各大地區(qū)都在對(duì)光伏發(fā)電技術(shù)進(jìn)行探究，在一定程度上提升光伏發(fā)電技術(shù)不僅可以改善生態(tài)環(huán)境的污染問題，還可以進(jìn)一步節(jié)約用電、時(shí)間和空間成本。盡管我國(guó)的并網(wǎng)型光伏發(fā)電技術(shù)還不太成熟，在發(fā)展進(jìn)步的過(guò)程中也必定會(huì)遇到許多問題，但清潔能源的發(fā)展始終是重點(diǎn)關(guān)注的問題，而光伏發(fā)電在清潔能源中擁有天然的優(yōu)勢(shì)，必然會(huì)有非常好的發(fā)展前景。

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