太阳能光伏发电并网技术的应用分析

蔡淑琳

摘要：现如今，随着市场经济高速发展，能源的损耗量正在不断增加。由于大部分能源都是不可再生的，因此建立在资源耗竭之上的经济发展难以持久。太阳能光伏发电并网技术的研发与推广，使能源应用走上了循环环保的道路，对实现可持续发展具有十分积极的现实意义。文章对该技术的应用情况进行了分析，以期进一步提升能源可持续利用率。

关键词：太阳能;光伏发电;并网技术;应用

引言

如今，科技正不断发展，传统能源日渐枯竭，且传统能源的使用对环境造成的影响和破坏也在不断加重，采用新型可再生清洁能源现已成为世界各国高度关注的焦点。就目前来看，太阳能以其取之不尽用之不竭的特点而受到多数人的认可和重视，最常见的太阳能利用方式为将太阳辐射转化成热能，而光伏发电则是将太阳辐射转化成电能，并予以必要的变换、控制与储存，提供可供负载使用的直流电或交流电。在这一过程中，往往涉及到并网问题，而并网实际上就是根据当电压、相位、相序与频率均达到相同时，能实现并联运行的基本原理将光伏系统并入公共电网。

1光伏发电并网技术概况

光伏发电并网技术是指光伏发电系统直接并入电网的技术。其工作原理是太阳能组件产生直流电，再经过并网逆电器转化，成为符合电网要求的交流电，最后直接接入公共电网。并网发电系统分为带蓄电池和不带蓄电池两种技术。带有蓄电池的并网光伏发电系统，具有可调度性，并且根据自身需要并网或退出，还具有电源功能。不带蓄电池的并网光伏发电系统不具有可调度性和可操作性，一般用于国家大型系统。光伏发电并网有集中式大型并网光伏电站和分散式小型并网光伏电站。前者由国家控制，将所发电能直接输送到电网，再由电网统一调配，大型并网光伏有电站投资大、建设周期长、占地面积大的劣势。后者则投资小、建设快、占地面积小，加之政府扶持力度大，并最终成为光伏发电并网的主流。光伏并网发电系统的主要构造是太阳能电池阵列、并网逆变器和相应的中央集控系统。光伏发电系统的主要特点是在微网中运行，通过中低压配电网接入超高压大电网。

2太阳能光伏发电并网技术应用

2.1子系统

太阳能光伏发电并网系统由多个子系统组成，例如光伏模块、逆变并网以及直流配电等。在多个子系统中，逆变并网最为重要，该模块能够将系统中的三相交流电接入至升压变压器之中，能够促进能量的并网转化，可以和电网系统实现相互之间的的耦合，并扩展太阳能的应用范围。

2.2设备

太阳能光伏发电并网系统运行的核心在于主设备。以并网逆变器为例，在选择设备时，不仅要考量容量指标，还需要根据太阳能光伏发电并网的具体情况，确保并网逆变器符合并网需求，以便实现工作效率最大化。在并網逆变器的使用过程中，还应对直流配电进行有效监管，一方面降低并网逆变器的安全风险;另一方面在并网逆变器与太阳能光伏电池组件的衔接，分散光伏发电并网系统后，能够独立运行，提高光伏发电并网系统的稳定性。

2.3升压系统

应用光伏发电并网技术时，为了满足能量转换额定电压的要求，需要由升压系统进行有效处理。作为并网的重要组成部分，升压系统在应用时还需要配置好升压变压器，只有根据系统的实际发电量才能选定合适的升压变压器类型。举例来讲，使用箱型干式变压器对提升升压系统稳定性具有较好的作用。从结构上来看，升压变电站可分为上下两层，上层是逆变工作室，主要用来监测逆变器的平稳运行;下层是配电工作室，主要用来向升压系统提供电力来源。在升压变电站中，对高低两种类型的压进线柜进行科学、合理的配置，并引入计算机监控系统实现与逆变室的同步监测，能够确保发电并网技术的工作效率不被影响。

2.4保护措施

在对太阳能光伏发电进行并网的过程中，往往会受到高温影响而出现较高的跳闸风险，特别是在高、低压开关柜出现过电压或者是过电流等问题时，就会产生跳闸问题，因此，需要在系统当中落实相应的保护措施，通过自动化的保护装置，对并网系统情况进行监督，使组件破坏的问题得到有效的防控。如在并网逆变器方面的自动保护，当并网系统出现孤岛或负载等问题时，保护装置会将并网逆变器自动脱离系统，使并网系统的安全运行得到保障。

2.5防雷系统

为了解决发电并网技术应用过程中容易遭遇的雷击问题，需要设计出有效的防雷系统。由于并网系统遭到雷击会产生大面积的损坏，因此防雷系统的铺设需要十分全面。对于接地问题，应该进行规范化操作，避免并网系统受到雷电打击而出现严重故障。具体来讲，应该在变电站等构筑物的屋顶上架设避雷装置，目前常用的避雷装置是避雷带。此外，并网系统中的电气设备都应该采用合理、有效的方式接地，而且设备外壳也需要接地，尤其是变压器。只有不断提升并网系统的防雷能力，才能保护该技术的正常使用，从某种意义上来看同样是提升太阳能应用效率的一种手段。

3未来展望

太阳能光伏发电并网技术的市场潜力巨大，但是由于受环境以及地域因素影响，其推广应用效果还有一定上升空间。虽然在一些区域能够成熟应用，但与供电系统之间的匹配上仍存在一些问题。相关人员应将太阳能光伏发电并网技术应用的重点放在以下两个方面：其一，提高资源使用效率。要以用户用电需求为基础，合理拓展太阳能光伏发电并网技术的应用范围，在确保太阳能能够稳定供应的前提下，研究如何进一步提升光伏组件的能量转换效率;其二，维护电能环境，避免谐波以及动态干扰。逆变器在转换太阳能为电能的过程中会产生大量谐波，加大并网系统的电压畸变率，影响供电安全性以及发电稳定性。因此，要采取有效措施，保护并网系统的清洁度，加强谐波检测排查，从而提高电网稳定性，推动太阳能光伏发电并网系统向优质化、规范化发展。随着新型节能材料以人工太阳能技术的不断进步，太阳能光伏发电并网技术的应用前景一片大好。相关企业以及主管部门应致力于相关发电设备的优化升级，加大科研投资，拓展该技术的应用领域，减少不可再生资源的消耗，为社会发展以及居民生活提供绿色、高效、安全的能源供给，实现经济与生态环境保护协调发展。

结语

综上，太阳能光伏发电并网技术的应用是实现并网发电的必要技术手段，本文对该项技术的基本应用原理进行了分析，以及对此系统的组成做了简要介绍。同时，为了保障该项技术的应用效果，提出了一些并网过程中所存在的问题，通过对该系统存在的问题进行处理，可保障并网技术系统应用合理，使太阳能光伏电能顺利并入大电网。根据对光伏发电的分析可知，该技术具有技术可行性和环境友好性等优势，相信在未来的能源发电市场上光伏发电会占据极大的比重，加快推动其应用，对我国未来社会可持续发展具有重要意义。

参考文献

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