光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行應(yīng)用的研究

謝凱

近些年來，我國社會(huì)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不斷進(jìn)步，社會(huì)各界對(duì)于自然資源的利用問題表現(xiàn)出了越來越高的關(guān)注程度，太陽能作為一種可再生的清潔能源，必然會(huì)受到高度的重視，其開發(fā)和利用程度不斷擴(kuò)展。在眾多利用太陽能的途徑當(dāng)中，光伏發(fā)電是非常有效的途徑之一，現(xiàn)階段，我國絕大部分的光伏發(fā)電都允許并網(wǎng)運(yùn)行，這就為我國光伏發(fā)電事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定了非常堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本文將就光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行應(yīng)用進(jìn)行深入的分析與探究。

太陽能發(fā)電是傳統(tǒng)發(fā)電形式的補(bǔ)充形式，但是，太陽能發(fā)電其優(yōu)勢(shì)要遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出傳統(tǒng)發(fā)電，太陽能屬于可再生能源，清潔無污染，在保護(hù)自然環(huán)境、維護(hù)生態(tài)平衡中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。我國目前正在加大對(duì)光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行的支持力度。眾所周知，光伏發(fā)電，可以靈活選擇功率，維護(hù)工作也非常簡單，拆卸也更加方便，光伏發(fā)電系統(tǒng)的應(yīng)用領(lǐng)域不斷得到拓展。我們當(dāng)前需要的是正視光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行應(yīng)用中存在的問題，并且及時(shí)改善和優(yōu)化控制策略，全面提升光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。以下是我結(jié)合自己的工作實(shí)踐，提出自己的幾點(diǎn)拙見。

關(guān)于光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行的分析

光伏發(fā)電得以并網(wǎng)運(yùn)行，是需要必要條件的，那就是必須要保證逆變器所輸出的電流相位、頻率和整個(gè)電網(wǎng)電壓的相位、頻率是有著高度的一致性的。在現(xiàn)階段的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，并網(wǎng)形式主要有兩種：一是分散式的光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行形式，二是集中式的光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行形式。我將就集中式的光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行形式進(jìn)行深入的分析：

之所以單獨(dú)提出集中式的光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行形式，其原因就在于這種并網(wǎng)形式有著一個(gè)非常重要的優(yōu)勢(shì)，它能夠直接將電能傳送到大電網(wǎng)當(dāng)中，而且還可以根據(jù)大電網(wǎng)的調(diào)度來傳輸和使用電能。大電網(wǎng)和集中式光伏發(fā)電，二者之間是單向的電能傳輸，其原理是將逆變器380v交流電連接到升壓之前的母線之上，在此基礎(chǔ)上升壓入電網(wǎng)，這樣整個(gè)系統(tǒng)的升壓比為0.4/10.5kv，集中式光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)的應(yīng)用范圍是比較大或者大型的電站并網(wǎng)上面。

光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)的發(fā)電量

電池的安裝方向。通常情況下，電池的朝向不同，發(fā)電量也會(huì)存在著不同，我建議，將光伏電池安裝在向南傾斜緯度角的位置上面，其他位置的發(fā)電量都會(huì)存在著不同程度的減少。

電池升溫。經(jīng)過科學(xué)的研究表明，光伏電池一般由晶體硅構(gòu)成，以27度為基礎(chǔ)，每上升1度，功率就會(huì)損失5%左右，所以，我們必須要將光伏電池的通風(fēng)問題考慮到位，切忌因?yàn)闇囟鹊膯栴}而降低了光伏電池的發(fā)電功率。

輻射量。眾所周知，太陽光子的分布是存在著非常大的不確定型的，這就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)非常嚴(yán)重的現(xiàn)象，那就是在不同的時(shí)間段，光伏發(fā)電系統(tǒng)當(dāng)中的光伏電池組所接受的太陽輻射是不同的，這對(duì)于我們的工作來說是一個(gè)非常大的阻礙因素，我們必須要嚴(yán)格根據(jù)光伏電池組的傾斜角度，再配合氣象臺(tái)提供的水平面上的輻射量來進(jìn)行科學(xué)的估算，但是，其精準(zhǔn)性還是難以得到有效的把控。

光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行在實(shí)際的應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題分析

諧波。光伏發(fā)電的并網(wǎng)逆變器在電能的轉(zhuǎn)化過程中會(huì)產(chǎn)生非常大量的諧波，這就要求我們?cè)谄浼夹g(shù)的實(shí)際應(yīng)用過程中必須要進(jìn)行科學(xué)合理的監(jiān)測(cè)，這樣做的目的在于此系統(tǒng)在運(yùn)行過程中能夠控制好畸變率，在光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行的過程中，一旦將直流電并入到電網(wǎng)，可能其產(chǎn)生的畸變率還處于國家電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)中所規(guī)定的允許范圍，但是，我們需要注意的是電壓在變?nèi)腚娏鲿r(shí)會(huì)因?yàn)榻尤朦c(diǎn)的原因而產(chǎn)生非常多的諧波，漸漸地，畸變率越來越高，最終超出電網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定中的上限，因此，我們?cè)谑褂迷擁?xiàng)技術(shù)時(shí)必須要做好監(jiān)測(cè)工作。

電壓波動(dòng)。我們都知道，光照強(qiáng)度是影響光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出功率的重要因素，不同季節(jié)、不同天氣下光照強(qiáng)度是完全不同的，因此，必然會(huì)產(chǎn)生光伏發(fā)電輸出功率不穩(wěn)定的現(xiàn)象。在我國電網(wǎng)的相關(guān)技術(shù)原則中，有著非常明確的規(guī)定，一定要充分考慮清楚從電網(wǎng)中瞬間脫離會(huì)對(duì)系統(tǒng)電壓產(chǎn)生什么樣的影響，這必然會(huì)直接影響到光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行系統(tǒng)的使用周期、安全性能以及穩(wěn)定性能。

影響到電網(wǎng)的控制。光伏電網(wǎng)有著非常顯著的不穩(wěn)定性，在配電網(wǎng)中接入光伏發(fā)電系統(tǒng)之后，電網(wǎng)中的電源點(diǎn)數(shù)必然會(huì)增加很多，但是這些電源點(diǎn)并不是均勻分布其中的，相反，它們會(huì)非常分散地分布其中，這就會(huì)大大增加協(xié)調(diào)和控制電源的難度，一些常規(guī)的電壓和無功補(bǔ)償方式很難再適用其中，所以，當(dāng)光伏發(fā)電系統(tǒng)大規(guī)模地進(jìn)入到配電網(wǎng)之后，對(duì)于配電網(wǎng)的整體控制能力來說會(huì)是一個(gè)非常大威脅因素。

如何全面提升光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行的發(fā)電效率

首先，縱觀我國目前的發(fā)展情況，在我國太陽比較充足的城市和地區(qū)，太陽能光伏發(fā)電已經(jīng)得到了非常廣泛的引用，但是，對(duì)于我國而言，太陽能光伏發(fā)電項(xiàng)目還屬于一個(gè)新興產(chǎn)業(yè)，這也就意味著我們必須要為此投入更多的時(shí)間、精力、財(cái)力和人力，專門去研究關(guān)于太陽能電池板的新材料，借助太陽能電池板來推動(dòng)光伏發(fā)電效率的提升。

然后，在投入資源的基礎(chǔ)上，我們還需要繼續(xù)加大太陽能電池板本身陣列的優(yōu)化研究力度，從太陽能電池板本身著手來提高太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)電效率。

最后，我們必須要高度重視起此項(xiàng)目的重要價(jià)值和意義，加大推廣力度，更加積極地投入到光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)的研究工作當(dāng)中，為我國光伏發(fā)電事業(yè)貢獻(xiàn)自己的一份力量。

綜上所述，社會(huì)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展需要資源的永久支撐，當(dāng)我們對(duì)于傳統(tǒng)資源越來越具有依賴性時(shí)，傳統(tǒng)資源卻面臨著逐漸枯竭的現(xiàn)象，在這樣的大背景下，我們開始將關(guān)注的焦點(diǎn)由傳統(tǒng)資源轉(zhuǎn)移到可再生資源上面，太陽能是最具代表性的清潔資源，要想充分利用起太陽能資源，就必須要不斷優(yōu)化和提升光伏發(fā)電并網(wǎng)運(yùn)行技術(shù)，真正認(rèn)識(shí)到光伏發(fā)電的重要價(jià)值和重要作用。