分析太陽能光伏發電并網控制

單小勇

摘 要：近幾年，隨著科技的不斷發展，以及人們對太陽能光伏發電技術研究的深入，太陽能光伏發電系統變得更加的多樣化。為了使太陽能光伏發電更加合理，為人們提供更加穩定、充足的電能，應當從實際情況出發，加強對太陽能光伏發電并網控制的研究。

關鍵詞：太陽能；光伏發電；并網控制

1 太陽能發電分析

現階段，太陽能發電池主要有單晶硅、非晶硅、多晶硅等中不同材質共同構成。太陽能發電主要通過電池發電效率體現其具體應用價值，因此，電池質量的好壞對發電的效率和質量會產生直接影響[1]。目前，單晶硅電池的應用最為廣泛，超過了80%；薄膜電池的應用增長十分速度，超過了10%；聚光和新型太陽能電池的應用相對來說比較少。

太陽能發電應用的主要途有孤立光伏發電系統和并網系統。并網光伏發電系統的投資較少，同時，在太陽能發電過程中，可以以網的形式將光伏發電系統進入到大電網中，采取并網方式運行，與大電網相互支撐，確保太陽能發電的合理性，這也是大規模應用光伏發電的一項主要方式，可以保證電網運行的合理性。

2 光伏電站并網技術分析

光伏電站并網運行過程中應當從不同方面滿足電網的具體需求，主要包括的內容有電能質量、功率、電壓、電網異常保護等，發送電能的質量必須在電壓偏差、直流分量、電壓平衡度等各方面滿足國家的具體標準[2]。在單機并網中逆變器運行過程中，通常電流紋波較小，但是，與多機并運行過程中，因為逆變器輸出電流波紋相互疊加，有可能會引起電流網諧振或電流諧波超標等不良情況，這將會導致電網提供的質量會有所下降，因此，要對光伏逆變器控制策略加以改進，同時，應當在電網合適節點配置阻抗濾波，通過對其進行應用，使電網質量能夠得到進一步改善。

調度部門在具體工作中，對不同規模光伏電站的要求也不同，中型和大型光伏電站在運行過程中應當具有一定的調節有用功功率能力，并且依據電網調度部門的具體質量，對輸出功率進行控制[3]。為了實現對光伏電站功率的合理控制，光伏電站中應當安裝有用功功率控制系統，其在應用過程中，可以自動接收并執行電網調度部門遠方發送的針對有功出力的實際控制信號，同時，要依據電網的具體頻率值、電網調度部門指令信號，對電站的有功功率輸出進行自動調節，保證光伏電站最大輸出功率，變化率都處于電網調度部門給定值內，從而使電力系統的穩定性能夠得到維護，確保其在運行過程中不會出現任何問題。

大中型并網光伏電站要具備一定耐受電壓異常和系統頻率異常能力，避免電網頻率或電壓異常脫離，導致電網電源受到損失[4]。針對小型光伏發電站，應當依據國家相應的標準規范，當并網點處的具體電壓大小超過了規定電壓時，要立即停止向電網線路送電。此外，如果并網點頻率不在49.5-50.2Hz范圍內時，應當在0.25s內停止送電。

3 太陽能光伏發電并網控制

3.1 并網控制目的

光伏發電系統在實際運行過程中，將發出的電能與電網進行連接，而在實際連接過程中，電網電壓與接入電流存在一定的相位差，進行控制的目的是使并網中的電流與電壓的相位差保持0，這也是并網控制的最終目的。

3.2 并網控制方法

通過太陽能光伏發電發出的電能都是直流電，在實際操作過程中，要通過一系列的轉換后，才能并網，例如逆變、控制、檢測和保護等。通常來說，逆變器應當與控制器向結合，共同控制電能并網[5]。光伏并網需要多項技術的支持，其是一項高新技術，加強對并網逆變控制器的發展，對于光伏發電技術來說會起到了重要作用。

（1）光伏發電并網系統在實際運行期間，通過逆變器對電能進行處理，最終可以確保電能的輸出為正弦電流，對電網不會造成沖擊，并且要滿足電網規定的相關指標，例如，高次諧波要控制到最低，最大程度減少對電網造成的沖擊，同時，在該過程中，也不能對電網產生諧波干擾等，以免對電網的運行造成不良影響。

（2）太陽能光照強度發生改變時，逆變器在實際運行過程中，應當依據光照和負載變化，保證運行的高效性與合理性。

（3）電能電池輸出功率與光照、溫度、負載等各項因素都有著密切聯系，這就要求逆變器應當具有跟蹤最大功率功能，實現自我調節，確保運行的合理性。

（4）在特定情況下，電網斷定時，仍然能夠完成相應的供電操作。

3.3 并網光伏發電優點

（1）發出的電能可以與電網直接連接，不需要應用蓄電池，這大幅度降低了太陽能光伏發電的投資成本，降低了太陽能發電成本，同時也是系統運行的穩定性得到了進一步提升，在運行過程中，不要對蓄電池在運行過程中可能出現的各種狀況進行考慮，而且有利保護環境，避免應用蓄電池，造成蓄電池污染[6]。

（2）光伏并網發電，采用分散發電供電，這也使電網進入更加靈活，使電網運行的穩定性得到了進一步提高，同時也有利于提升電力系統在運行過程中對自然災害的抵抗，能夠平衡電力系統負荷，減少電力系統在運行過程中的能量損耗。

（3）在建筑物上安裝電池，這樣不僅可以減小占地面積，而且不會對建筑物造成影響，使建筑物的利用得到了進一步提高。

4 應用太陽能光伏發電并網需要注意的問題

4.1 變壓波動

光照強度對光伏發電裝置在運行過程中的具體輸出功率大小會造成較大應先。天氣、季節、光照各項因素都會影響光照強度，并且會導致輸出功率出現波動。相關規定表明，電壓偏差允許的范圍在±7%以內，在對光伏發電系統進行應用期間，要對充分考慮瞬間充電網中脫離，對整個系統電壓造成的影響。

4.2 諧波

光伏發電系統中的光伏電池的主要作用是將電能轉換為電能，此時點能為直流電，并網逆變器的主要作用是將直流電轉變為可以滿足電網頻率的正弦波電流，但是，在該過程中會形成大量諧波。大量研究資料結果表明，通過并網擬變器后，電壓會出現3.3%-4.1%的畸變，這與我國電網電壓諧波畸變率4.0%的要求基本相符。但是，升壓并入電網期間，與電網測接入點會形成北京諧波疊加，情況嚴重時，將會超過國家規定的畸變率，因此，并入電網時，要做好相應的檢測工作。

4.3 無功平衡

將適當的無功補償裝置安裝在光伏發電系統中，這樣可以能夠獲取較高的電力功率因素。若光伏發電系統通過變壓器升壓到10kV入網，系統入網側功率應當控制在0.92-0.98之間，光伏發電系統在運行過程中，應當依據裝機容量60%對無功補償裝置進行配置。

5結束語

現階段，人們加強了對綠色可再生能源的開發與利用，太陽能因為自身具有獨特的優點，因此，得到了更加廣泛的關注。太陽能光伏并網發電是太陽能光伏利用的主要趨勢，應當加強對該項內容的研究，從而使太陽能光伏發電并網系統的應用更加廣泛、合理。

參考文獻

[1]貴佳豪，王貴鑫.太陽能光伏并網發電系統應用研究[J].科學技術創新，2018（01）：185-187.

[2]郭朋杰.光伏發電并網系統工程設計技術探討[J].低碳世界，2017（33）：93-94.

[3]王偉.太陽能光伏并網系統SVPWM研究[J].科技創業月刊，2017，30（04）：132-133.

[4]葉新穎.基于城市建筑屋頂光伏發電并網可調式系統初探[J].家電科技，2015（11）：84-87.

[5]吳寶鑫.太陽能發電及其并網的可行性探討[J].現代建筑電氣，2015，6（03）：12-16.

（作者單位：保定天威英利新能源有限公司）