光伏發(fā)電并網(wǎng)及其相關技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望

尹春

摘要：隨著我國電力事業(yè)發(fā)展不斷成熟的背景下新能源發(fā)電受到更加青睞。大力發(fā)展太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)是推動社會可持續(xù)發(fā)展的重要切入點?；诖?，從太陽能光伏電池板、太陽能光伏控制器、并網(wǎng)逆變器和太陽能儲能裝置方面對光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的重要結(jié)構(gòu)進行剖析，然后從國內(nèi)、國外兩個角度對光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的現(xiàn)狀進行分析，最后對其進行前景展望，為光伏發(fā)電并網(wǎng)及其相關技術(shù)的普及保駕護航。

關鍵詞：光伏發(fā)電并網(wǎng);相關技術(shù);發(fā)展

引言

科學技術(shù)的快速進步，給人們的生活帶來了翻天覆地的改變。隨著光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，不可再生資源的消耗問題逐步得到了緩解。就目前來看，光伏發(fā)電與并網(wǎng)技術(shù)仍存在極大的發(fā)展空間。

1簡述光伏發(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，對生態(tài)環(huán)境不會產(chǎn)生污染，完全符合我國對經(jīng)濟、環(huán)境以及社會可持續(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，進一步節(jié)省時間和空間等成本。總的來說，并網(wǎng)型光伏發(fā)電技術(shù)有兩方面的明顯優(yōu)勢：一方面，并網(wǎng)型光伏發(fā)電使用的是太陽能這種綠色、清潔能源，所以并不會過度浪費能源，在現(xiàn)實運用的過程中，也可以更好地保護生態(tài)不受污染，符合我國持續(xù)發(fā)展的要求。傳統(tǒng)的發(fā)電方式是使用化石能源來完成的，但是化石能源非常有限，在短時間內(nèi)不能再生，同時在運用時，會散發(fā)出對生態(tài)造成嚴重污染的氣體。隨著人們越來越關注生態(tài)環(huán)境保護方面的問題，光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)逐漸進入人們的生活中。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，同時也節(jié)約了建設和維護等相關成本，減少發(fā)電成本可以在很大程度上推動國家電網(wǎng)多元化的可持續(xù)綠色發(fā)展。

2我國分布式光伏發(fā)電發(fā)展現(xiàn)狀

要充分應用分布式光伏發(fā)電，需對分布式光伏發(fā)電做全面的分析與理解。就概念解讀來看，分布式光伏發(fā)電具體指在用戶所在場地或附近建設安裝、運行以用戶端自發(fā)自用為主、多余電量上網(wǎng)、電網(wǎng)調(diào)劑余缺為特征的發(fā)電設施或是電力輸出的能量綜合梯級利用多聯(lián)供設施。就分布式光伏發(fā)電的具體應用來看，其具有新穎性，并存在巨大市場發(fā)展前景，是具有顯著應用價值的發(fā)電和能源綜合利用方式。分布式光伏發(fā)電所倡導的是就近原則，能有效解決電能長距離輸送過程中的能源損耗問題。

3光伏發(fā)電并網(wǎng)相關技術(shù)

3.1并網(wǎng)逆變器

作為一種特殊的逆變器，并網(wǎng)逆變器不僅可以實現(xiàn)直流電向交流電的轉(zhuǎn)變，還可以確保輸出的交流電在相位以及頻率上與市電保持同步。并網(wǎng)逆變器交流輸出電的頻率一般為60Hz或50Hz。并網(wǎng)變壓器的基本架構(gòu)不僅有傳統(tǒng)工頻變壓器、新型高頻變壓器，也有無變壓器的逆變器。并網(wǎng)逆變器的資料表一般涵蓋以下內(nèi)容：輸出電壓、額定輸出功率、CEC（美國加州能源協(xié)會）加權(quán)效率、峰值效率、峰值功率追蹤電壓、啟動電壓、最大輸出電流、最大輸入電流以及國際防護等級認證等。并網(wǎng)逆變器的基本結(jié)構(gòu)有濾波電路、控制邏輯以及逆變橋等。為了便于檢測并管控并網(wǎng)條件下運行的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，需要在配電箱內(nèi)部安置監(jiān)測系統(tǒng)。為了有效提高光伏發(fā)電并網(wǎng)逆變器系統(tǒng)的安全性能，需要安裝系統(tǒng)保護裝置。

3.2微網(wǎng)技術(shù)

微網(wǎng)系統(tǒng)本身抗干擾能力較弱，并且在諸多不可控因素的影響下，容易降低微網(wǎng)系統(tǒng)運行的安全性和穩(wěn)定性。因此，微網(wǎng)技術(shù)的應用過程中需要對微網(wǎng)系統(tǒng)的運行情況進行有效控制與管理。微電源作為微網(wǎng)系統(tǒng)的重要組成部分，雖然其構(gòu)成與屬性存在一定差異，但微網(wǎng)系統(tǒng)的總能量是一定的，因此，為避免微電網(wǎng)對整體電網(wǎng)的負面影響，需要在微電網(wǎng)的運行中保證電壓的穩(wěn)定性，但從現(xiàn)階段的實際情況來看，這一問題并未得到妥善地解決。同時，微網(wǎng)從獨立運行狀態(tài)到并網(wǎng)狀態(tài)的相互切換過程中都會在一定程度上影響整個電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性。因此，技術(shù)人員需要結(jié)合具體要求和實際情況對微電網(wǎng)的結(jié)構(gòu)與配置參數(shù)進行優(yōu)化與調(diào)整，從而提高對微電網(wǎng)系統(tǒng)運行效果的控制，避免微電網(wǎng)對整個電網(wǎng)造成的不利影響?，F(xiàn)階段，傳統(tǒng)的保護措施在實現(xiàn)對微網(wǎng)系統(tǒng)單向潮流的保護過程中，難以起到對微網(wǎng)系統(tǒng)雙向潮流的保護作用。因此，在社會經(jīng)濟與科學技術(shù)高速發(fā)展的背景下，對于微網(wǎng)技術(shù)的研發(fā)與應用工作需要對常規(guī)保護模式下的運行故障進行檢測，并利用保護控制系統(tǒng)保證微網(wǎng)系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

3.3關于太陽能電池技術(shù)的分析

光伏電池是整個光伏發(fā)電技術(shù)的應用核心。隨著近年來國內(nèi)科學技術(shù)水平的不斷進步，光伏電池也前后歷經(jīng)了多次的改良。最初一代的光伏電池通過采用硅原料來進行工作，其缺陷主要表現(xiàn)在材料成本偏高，電能損耗程度也相對較高;隨著光伏發(fā)電技術(shù)應用范圍的逐步擴大，第二代光伏電池相繼出現(xiàn)，該類電池采用非硅類的材料作為其襯底，這樣一來，能夠在減少原料成本的同時大大降低對電能的損耗程度;此外，目前最新型的光伏發(fā)電系統(tǒng)所采用光伏電池的則主要由薄膜電池及繼晶體硅構(gòu)成，該類電池的設計能夠更好地提升其工作過程中的光伏轉(zhuǎn)換效率。

3.4太陽能光伏電池板

太陽能光伏電池板一般由硅膠、鋁合金、接線盒、EVA（熱熔膠粘劑）、電池片、背板和鋼化玻璃所組成。晶體硅是太陽能光伏電池板的主要光伏材料，市場占有率極高，并且在相當長一段時間內(nèi)，晶體硅依舊為其主要材料。但晶體硅的造價極高，一定程度上限制了太陽能光伏電池板的普及程度。作為光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的動力來源，太陽能光伏電池板基于光電效應原理以及光化學效應原理將太陽輻射能轉(zhuǎn)化為電能。當太陽光照射至太陽能光伏電池板表面，硅材料吸收光子能量，電子躍遷現(xiàn)象便隨之產(chǎn)生，發(fā)生躍遷的電子聚集形成電位差，在接通電路的情況下便會產(chǎn)生輸出功率，帶動外部電路系統(tǒng)工作。

4光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展趨勢

現(xiàn)今，光伏發(fā)電已經(jīng)成為先進的清潔能源發(fā)電模式，擁有太陽能的所有優(yōu)點。但因為我國的并網(wǎng)型光伏發(fā)電技術(shù)出現(xiàn)得比較晚，依然要面對氣候變化的影響、價錢比較昂貴、逆變器會發(fā)生一定的諧波重疊等各類必須要解決的難題，而且我國還有很多地方缺電或者沒有電。隨著對光伏發(fā)電的深入探究、科學技術(shù)的不斷進步和計算機網(wǎng)絡技術(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)一定會成為世界范圍內(nèi)廣泛運用的發(fā)電技術(shù)。但是，對于光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)還要進行更加深入的探究，特別是在切換和控制這兩個方向。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，在切換這個方向也要尋找更好的解決方法。隨著科技的不斷進步，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象，在未來的探究中終會得到解決。

結(jié)語

作為來源廣泛的清潔能源，太陽能在光伏并網(wǎng)技術(shù)中的應用必將越來越廣泛。太陽能光伏并網(wǎng)技術(shù)在并網(wǎng)發(fā)電中的占比必將越來越大。光伏發(fā)電技術(shù)的環(huán)境友好性以及技術(shù)可行性等決定性優(yōu)勢為它贏得了越來越多能源專家以及能源企業(yè)的青睞。能源專家以及能源機構(gòu)應當加大對太陽能光伏并網(wǎng)技術(shù)的開發(fā)力度以及研究力度，進一步增強太陽能供電的穩(wěn)定性，延長并網(wǎng)系統(tǒng)設備的使用壽命，降低并網(wǎng)系統(tǒng)的使用成本。

參考文獻：

[1]趙俊林，秦虹，申雨慧.太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)及其應用[J].大眾標準化，2019（23）：47-48.

[2]陳金波，薛峰.分布式并網(wǎng)光伏發(fā)電站系統(tǒng)應用與技術(shù)分析[J].科技創(chuàng)新與應用，2019，20.

[3]DaiYun-long.分布式光伏發(fā)電并網(wǎng)對配電網(wǎng)運行安全的影響[J].電力系統(tǒng)裝備，2019，11.