光伏發電并網系統的相關技術研究

摘 要：光伏并網發電系統具有直接輸電的特點，是現代發電新技術的主流代表。光伏并網發電系統實現了光能向電能的轉化，使光能轉化來的電能快速接入到主電網內，可以有效提高電網供電的效率，實現高效、清潔的性能要求。本文主要分析了光伏并網發電的主要構成及光伏發電系統的原理，及光伏并網發電相關技術，闡述了光伏并網發電未來發展趨勢，希望可以為專業人士提供一些借鑒意見。

關鍵詞：光伏發電；并網系統；相關技術；研究探討

一、光伏發電簡介

光伏并網發電系統的主要來源是太陽能，積極將太陽能轉化成電能，在并網逆變器的作用下傳輸到電網內，實現電能供應。光伏并網發電系統內的技術比較復雜，相關技術的應用目的是提高太陽能的轉化率，解決我國電能資源中的消耗問題，推進清潔能源的利用率。光伏并網發電系統中的關鍵技術起到重要的作用，不僅深化了對太陽能的應用，更是改善了光伏并網發電系統的運行環境。

二、光伏發電系統的主要構成及原理

（一）光伏電池組件

在整個光伏發電系統中，光伏電池組件是整個系統最核心的部分，對發電系統的正常運行以及系統的發電能力和發電效率具有極為重要的影響，因此，在對光伏發電系統進行構建的過程中，一定要對光伏電池組件的設計和安裝引起足夠重視。當前，在光伏發電系統的構建中，光伏電池的應用主要存在兩方面問題，一方面是當前所使用的光伏電池組件對光能的轉換效率相對較低，另一方面是其應用的成本比較高。

（二）逆變器

逆變器的主要作用是對發電系統的電流進行轉換，將由光伏電池和蓄電池輸送出來的直流電轉換成能夠適合普通設備使用的交流電，以保證其他用電設備的正常運行。除了轉化電流功能之外，逆變器還能夠對系統電壓進行控制，使其處于穩定水平，確保系統供電質量。

（三）蓄電池

同光伏電池一樣，蓄電池也是整個光伏發電系統中最重要的組成部分之一，對整個發電系統的發電能力和發電效率具有比較重要的影響。蓄電池與光伏電池相連，其主要作用是將由光伏電池轉化來的電能進行儲存，以負責供電使用。

（四）光伏發電系統的原理

光伏發電系統的工作原理可以總結成：在有光照的條件下，例如白天，光伏陣列產生并輸出電壓，控制器對蓄電池進行充電，此時便將在光伏陣列中轉化的電能以能量的形式貯存到了蓄電池中；在沒有光照或者光照不足的條件下，例如晚上、陰天，逆變器將蓄電池中的直流電轉換成了交流電，并且輸出給負載，對其實現電力的供應。

三、光伏發電并網的相關技術研究

（一）光伏電池最大功率點跟蹤的經典方法

如果光伏陣列在某一工作點處的輸出功率是最大值，那么它就可以被叫做最大功率點（MPP）。在對光伏電力系統的效率進行研究時，如何調節光伏陣列的工作點、使其保持在最大功率點處是一個重要任務，而這一調節過程就是我們所說的最大功率點跟蹤 （MPPT）。 當前實現MPPT己經出現了很多不同思路的算法、方法，其經典方法主要有：恒電壓控制法、開路電壓法、增量電導法等。

（二）光伏發電系統拓撲結構

兩級式光伏并網系統主要由光伏陣列、輸入濾波器、Boost升壓電路、直流側穩壓電容、并網逆變器、輸出濾波器，同時配有通信系統、外部顯示系統等組成，其中并網逆變器是光伏發電系統的核心。兩級式光伏發電系統與單級式光伏發電系統的區別是將最大功率跟蹤與逆變模塊分開控制，前級采用Boost升壓電路完成MPPT控制及升壓功能，輸出恒定的直流側電壓；后級采用DC/AC逆變器，實現直流電與交流電的轉換，通過電壓外環穩定直流側母線電容，并向電流內環提供電流參考值。

（三）分布式電源并網技術

分布式電源并網技術在光伏并網發電系統中的應用，能夠提高供電的可靠性，保障光伏發電啟停操作的靈活性。我國光伏并網發電系統中，引入分布式電源并網技術，用于平衡并網中的傳輸負荷，降低傳輸過程中的負荷損失，實現電力的就近輸送和就近供應，解決了長距離電網供電的問題。分布式電源并網技術，可實現光伏并網發電系統的間歇性，檢測光伏并網發電系統的高峰期與低谷期，利用分布式電源，實現儲能和調用。例如：分布式電源在光伏并網發電的高峰期，提供定量的存儲電能，而且分布式電源能夠在光伏并網中，允許電壓變化范圍中的最小負荷位置，給與儲能補充，實現高效率的緩沖應用。分布式電源并網技術的優勢雖然多，但是很容易在光伏并網發電系統中引起安全問題，如：繼電保護風險、過電壓等，因此，分布式電源并網技術應用時，還要注重技術安全的控制。電力企業在光伏并網發電系統中采用分布式電源并網技術時，以《分布式功能系統工程技術規程》為標準，先解決分布式電源并網規范上的問題，全而預防規格、參數風險，再進行技術缺陷的改進，支持光伏并網發電系統的應用與發展，保障光伏并網發電的安全性、可靠性，推進智能電網的建設。

（四）并網光伏發電的發展趨勢

光伏并網技術相對太陽能應用來說，大量的應用文獻資料表明光伏發電目前還處在初期階段。從國家中長期發展規劃可以預測到未來30年光伏并網發電將成為可行的電力供應者，此后市場將繼續全速增長。商業技術會進一步快速成熟，發電成本會繼續降低。所以光伏發電將成為一個標準和公認的綠色環保新能源選擇，它與其它可再生能源一起，將成為安全有力的新能源能源供應者，在需要的時間和地點支撐電網或單機模式的電力供應。

四、結束語

光伏并網發電系統中的關鍵技術，是太陽能發電中的核心，促使光伏并網發電系統具有實踐的特性，同時輔助模型及系統設計，滿足現代電網的基本需求。光伏并網發電系統非常注重相關技術的應用，目的是維護光伏并網發電系統的準確度及穩定性，以免光伏并網發電系統出現運行誤差，為電網系統提供高質量的電能資源。

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