太阳能光伏发电并网技术及其应用探析

太阳能光伏发电并网技术及其应用探析

1 胡兆伟 2 王宁利 3 刘会龙

1 隆基绿能光伏工程有限公司 陕西西安 710018

2西安拓朴利电气有限责任公司 710019

3隆基绿能光伏工程有限公司 710018

摘要：人类社会的快速进步和发展与能源资源有着十分紧密的联系，但是传统化石能源能源和资源都是有限的，如果在发展过程中一味地对能源资源进行开发利用，将会导致化石能源资源的枯竭，这对于人类社会的发展会造成十分严重的影响。所以为解决这一问题，太阳能光伏发电技术也就应运而生。随着科学技术水平的不断提高，太阳能光伏发电正朝着多元化方向发展，其不仅实现了独立运行，还能够进行并网运行。本文在具体研究过程中从多方面入手，首先对当前太阳能光伏发电并网技术进行了分析，进而详细阐述了其实际应用。

关键词：太阳能；光伏发电；并网技术；应用分析

太阳能是一种非常好的能源，其具有可再生和清洁性的特点。太阳能光伏发电简单来说是利用太阳能来进行发电，借助光伏组件将太阳能转化为直流电能。随着时代的不断发展，光伏发电的转换效率在逐步提高，并网技术得到进一步的优化及完善，其应用能够更好的满足各项电网需求，使得我国社会经济在快速发展的同时能够有效实现碳中和的目标。

1. 太阳能光伏发电并网技术的概述

太阳能光伏发电技术具有许多应用优势，其相较于传统的离网太阳能光伏发电技术来说，不仅操作更加简单，而且性能更好，能够有效省去中间许多不必要的环节，最大程度的降低能源的损耗。除此之外，还可以更加高效的对成本进行配置。我国在推进光伏发电系统时，一般都会将系统直接建设在偏远山区或者是通讯基站，整个系统由多个不同的部分共同组成，其中最为主要的包括充放电控制器、并网型逆变器以及直交流负荷等。在传统的发电过程中，会大量的使用发电机，发电机的使用则会造成不同程度的环境污染问题，但是应用太阳能光伏发电并网技术，则能大大降低发电机的使用频率，进而有效缓解环境污染问题。除此之外，应用该项技术能够提高电力系统的整体运行稳定性，更好的满足人们的用电需求。

2. 太阳能光伏发电并网技术分析

2.1逆变器

逆变器是光伏发电电网结构中十分重要的组成部分，其原理简单来说是将直流电能转化为交流电能。在对逆变器进行研究和分析的过程中，可以将其分为两种不同的类型，分别是电压型和电流型，二者的区别在于电压型逆变器是电压频率和相位方面与市电相同，而电流型逆变器则是电流频率和相位与市电相同。如果从结构上对逆变器进行分析，则可以分为三种类型，分别是工频隔离型、高频隔离型以及非隔离型。

工频隔离型的逆变器主要是由DC/AC全桥电路和工频变压器构成，在具体的运行过程中，主要作用是将太阳能转化为直流电能。DC/AC全桥电路的主要作用是将直流电进行正弦电流的转化，然后将电能输送到电网中，在整个运行过程中能够有效实现光伏发电和市电的并网运行。

高频隔离逆变器的结构相较于工频隔离逆变器来说更为复杂，主要由四个不同的部分共同组成，其主要作用是将交流电进行直流电的转化，然后经过DC/AC逆变器的处理，使其与试电电压同频，进而实现并网运行。

非隔离型逆变器的运行原理较为简单，直接将直流电进行电路转化，然后再转变为电压，再转化完成以后能够使电压与市电电压同频同相位，然后再进行电网的输送。

2.2蓄电池

蓄电池的主要作用是对太阳能电池在工作过程中的电压进行前位处理，在受到外界环境以及温度因素的影响下，会使得太阳能的电池组件无法处在最佳的工作位置，就会直接降低对太阳能的利用效率，使得整个发电系统的运行效果无法达到最佳。但是应用蓄电池就能有效解决上述问题，蓄电池能够保证光伏阵列始终处在最佳位置，在此基础之上就能使得整个运行过程能够实现最高效的太阳能利用，进而不断提高发电的质量和效率。蓄电池的运用不仅能够有效提高太阳能的利用效率，同时还能为光伏阵列提供启动电能，保证整个系统的正常稳定运行。光伏阵列在运行过程中很容易受到外界环境因素的影响而出现短路情况，一旦出现短路将无法进行启动负载，但是在使用蓄电池后，则能有效提供充足的电源，进而保证阵列多个定位性。

蓄电池还有一个最为明显的优势在于能够有效对电能进行储存，即使在光伏强度较低的情况下也能保证光伏列阵的稳定运行，不会因为缺少电能而出现停止运行的情况。

2.3直流保护设备

直流保护设备的主要作用顾名思义就是进行保护，其位于光伏板和逆变器之间。由于光伏板的制作材料较为特殊，一旦电流过大则会导致光伏板出现爆裂的情况，此时就会造成较为严重的安全事故，为了保证光伏发电系统的稳定运行，需要在其中配置相应的保护设备，避免光伏板发生问题而引发一些安全事故。在对直流开关进行电流断开时，所选择的整定电流需要与光伏板的最大额定电流相对应。

3. 太阳能光伏发电并网技术的应用

3.1不同模式下的转换

并网逆变模式和独立逆变模式是太阳能光伏发电系统在运行过程中最为主要的两种模式，当系统处在正常运行状态下，两种模式之间能够有效实现自由转化，工作人员需要在前期对蓄电池、太阳能电池电压以及电网进行详细的检查，只有在保证三者正常运行的基础之上才能有效实现转化。想要实现太阳能光伏发电并网的前提是需要让电网和太阳能电池的电压处在正常运行状态下，蓄电池的电压必须要处在饱和状态下，这样才能实现高效的并网发电运行。

在并网发电的基础之上，逆变器需要不断的进行电压输出，如果电压出现问题，则要立即对系统进行检测，在检测时需要将并网模式转变为独立模式，只有在独立模式下才能有效实现持续性的供电，这样才能达到不停止供电的目的，随后就可以对电网进行修复。

3.2光伏电源解合环

太阳能光伏发电系统中的逆变器设备能够有效实现自动化的操作，可以通过自动检测的方式来实现并网发电。在具体的运行过程中需要保证太阳能光伏发电系统的稳定运行。在进行计划性退网时，首先需要对直流开关进行切断，在保证充电器设备停机以后，再对交流开关进行切断，在操作过程中工作人员必须要严格遵守该项操作，随后则可以对设备进行停电操作，直到完全断开光伏电源。

在具体的操作过程中，如果并网的容量较小，则可以不对直流开关进行切断，可以在保留开启状态下对逆变器设备进行停机操作，除了可以采用该种方式以外，还可以对交流开关进行断开，具体采用何种操作方式，则需要根据实际情况来进行确定。如果在装置或者是电网体系统发生事故以后，则需要进行非计划退网，此时需要使用逆变设备和保护装置来完成自动化的操作，这样能够有效远离事故发生点，避免事故的进一步恶化，尽可能的将事故所造成的危害降到最低。

3.3提高资源使用率

从当前的实际发展情况来看，太阳能光伏发电并网技术在我国太阳光源较为充足的地方得到了十分广泛的应用，但是由于我国对于该项技术的研究时间并不长，因此许多技术仍处于发展初期，该行业也是一个新兴行业，在具体发展过程中存在许多不足，想要保证太阳能光伏发电系统的稳定运行，则必须要积极对光伏发电并网技术进行深入研究。在使用该项技术时，需要不断提高资源的使用效率，各部门需要充分了解用户的实际用电需求，将并网技术应用在合理的范围内，保证太阳能能够始终稳定的进行公用。除此之外，还要注重对电能环境的保护，避免外界环境对电能环境的干扰，采取有效的干预措施来保证并网系统的洁净性。

结语：

综上所述，在新时代背景下，新能源的使用将成为未来发展的必然趋势，想要保证太阳能光伏发电系统的稳定运行，则必须要积极应用光伏发电并网技术，积极对技术进行优化和完善，进而推进太阳能发电行业得到更好的发展。

参考文献：

[1]赵俊林,秦虹,申雨慧.太阳能光伏发电并网技术及其应用[J].大众标准化,2019(17):47-48.

[2]方刚剑.太阳能光伏发电技术及其应用探讨[J].智能城市,2019,5(11):81-82.

[3]郭士鹏,沈泽涛.探究太阳能光伏发电技术及其应用[J].营销界,2019(13):147.

[4]李树成.太阳能光伏发电技术及其应用探讨[J].应用能源技术,2017(12):46-49.