分布式光伏電站發電效率提升策略研究

張正文 董麗娟

【摘 ?要】近些年來社會經濟飛速發展，人民生活水平質量提高的同時，對能源的需求和消耗也日益加劇，傳統礦物能源的開采量逐漸減少，礦物燃料的燃燒對環境污染嚴重，破壞了生態平衡。太陽能作為一種節能環保的新能源，因其獨有的特性，越來越受到關注和重視，得到了迅猛的發展。“十二五”和“十三五”期間，我國光伏市場得到了很好的發展，國家出臺一系列政策支持研究所和企業重點研究薄膜光伏電池，這一系列優勢為光伏電站技術的推廣提供了市場。本文在此基礎上就提升分布式光伏電站發電效率的相關內容進行了簡要的分析。

【關鍵詞】分布式;光伏電站;發電效率

1光伏發電技術的原理

PN結是實現光-電轉換的基本單元。當PN結在受到照射時就會生成光生電動勢。如圖1所示，當PN結在未受激發的狀態下，內部的電場方向是由N區指向P區的，當PN在陽光直射的條件下，會產生空穴對，并在電場力的作用下，空穴對會不斷地轉向P區，相反的，帶負電的電子就會移向N區，這一過程就會使P區產生多余的空穴，N區產生多余的電子，這就是導致在PN結上產生了一種方向相反的電動勢。新產生的電動勢就會抵消一些原電場力，使N區帶負電，P區帶正電，N區與P區間產生電勢差。如果在PN結上接上電極，就會產生閉合回路，使電路產生電流。因此，可以分為以下三個部分：（1）光伏板的PN結在受到輻射，在PN結兩側產生電動勢。（2）在PN結中產生光生載流子，通過擴散作用到達電荷區。（3）光生載流子受到電場力作用而相互分離，空穴對被分離到P區，電子被分離到N區被分離的空穴與電子被的正、負極所接收，如果在正負極上分別接上電極再連接負載，就會產生電流，產生電能。光伏電池實際上是由多個PN結通過串、并聯方式組成的電池組件，可以作為獨立電源使用，使用時的輸出功率可達幾瓦至幾百瓦。要想獲取更大的輸出功率就可將單獨的光伏電池通過串、并聯形成光伏電池陣列，為負載提供負載電能。

2分布式光伏電站發電效率影響因素分析

從長遠處看，光伏發電的分布式發電和綠色能源技術具有可再生性和取之不竭的充足性，可為人類解決能源危機。隨著各項技術的不斷進步，光伏電站必將會提高在常規用電中的比例，逐步取代常規能源。伴隨著光伏電站的陸建設和運行，分布式光伏發電站監控系統應確保以下條件：提升設備使用年限，使發電站運轉簡單、維護方便;提高發電站的安全性、技術性和發電質量;提高勞動生產率和系統營運效率;減少工程費用，縮小電站占地面積;節省電纜覆蓋，減少設備之間的連接。國家電網要求對目前的光伏電站系統的運行數據進行實時的監控，在監控過程中通過設備的信息反饋來達到監測其他設備的作用。

2.1設備方面的影響

分布式光伏電站的運行涉及到多個環節，每一個環節都有相應的設備配置，一旦設備出現故障，將會直接影響電能的產生和輸送，所以需要對常用的設備，比如光伏電池板進行性能檢測，還要加強電力轉換系統構建，這樣才能更好地提升設備的日常運行水平，滿足電力供應的需求。此外分布式光伏電站的運行還容易受到人員因素的影響，如果設備管理人員等操作不當或者責任心不夠，對安全隱患排查等不重視，將難以保證整體電能的輸送。

2.2光伏電站的保護裝置維護不足

產權分界點用戶側皆為用戶資產，需要用戶定期對光伏電站繼電保護與安全自動裝置進行日常管理、運行維護和定期檢驗，受專業能力不足限制和安全意識不足影響，實際運行中大部分用戶對并網點的保護裝置的定期維護及檢驗力度不夠，而且大部分光伏電站都是近幾年才投運，暴露的問題尚不多。隨著時間的推移，設備老化必然加劇，光伏電站的保護裝置難免會出現問題，對電網影響較大的防孤島保護若故障或失效，在電網設備或線路檢修時電站側反送電的風險就會增大，進而也就影響了發電效率。

2.3自然因素

分布式光伏電站在運行過程中主要是利用太陽光照，因此，只有太陽光照的強度足夠，才能保證分布式光伏電站具有良好的發電能力。但是在實際運行的過程中，分布式光伏電站的電力生產總是受到各種自然因素的影響，使得其無法有效地接收太陽光，比如，灰塵覆蓋、雨雪天氣、陰天等，這些因素的存在會阻擋太陽光，降低了分布式光伏電站的發電效率。電力企業的管理人員應該采取相應的措施，降低這些因素對分布式光伏電站發電效率的影響。

3分布式光伏電站發電效率提升策略

3.1設計標準化處理

根據分布式光伏發電站具有的特點和優勢，需要增加多種控制和管理措施，使分布式光伏發電站保持穩定的運行狀態，從而使整體的電力能源生產效率逐步提升。另外針對光伏發電站發電效率方法研究中，要通過電站設計標準化，使整個電子的運行都能通過設計方案實現有效的融合，從而確保整體效率穩定的提升。

3.2合理選擇規范的設備型號

在分布式光伏電站建設中，設備的運行對于光伏電站的穩定安全運行起到關鍵的支撐保障作用，尤其是要注意的是設備的選型和質量。一方面所以要根據分布式光伏電站不同點位的具體運行要求，選擇不同型號的匹配的設備型號，通常設備型號主要包含1MW方陣、MPPT逆變器等，不同的設備型號性能不一樣，發揮的作用也不一樣，所以要根據不同的運行環節，對設備型號進行科學匹配，確保符合運行的基本要求;另一方面要加強質量檢驗，確保設備采購質量，符合運行的規范，做好日常維護保養和性能檢測，只有這樣才能保證分布式光伏電站的穩定安全運行。

3.3施工規范化

根據分布式光伏發電站在電力生產中的作用，為提升電力生產效率，不僅要對生產技術和設備進行詳細的研究和分析，并最終確定合適的生產方案，同時需要規范的施工，將光伏電站進行建設。通過規范化的施工，不僅要求施工企業能夠樹立正確的管理意識，同時增加多種控制措施，確保不同光伏發電設備正確的安裝，另外在面對不同施工問題時，能夠將設備狀態和生產作為重點保護對象，并根據電力建設相關規定，確保施工的每個過程，都能使后續的電力生產具有穩定的狀態。所以在進行光伏電站建設施工時，需要對施工技術和操作流程進行規范的管理，為電站的建設和運行提供良好的基礎。

3.4進行定期維護

分布式光伏電站運行過程中，需要進行定期的維護。分布式光伏電站的運行接收太陽光主要靠太陽能電池接收板，但是隨著時間的不斷推移，電池板上方就會被灰塵或者積雪等覆蓋，影響分布式光伏電站系統的運行。通過定期設備的維護，能夠提高分布式電力系統的整體運行效率。比如，在分布式光伏電站電力系統維護過程中，安排專業人員進行定期的維護，及時清除太陽能電池板上方的灰塵以及覆蓋的積雪等，只有減少這些因素對電力設備的影響，才能更好地提高光伏電站發電設備的發電效率。

4結束語

分布式光伏電站作為十三五能源規劃的一項重要目標，必然會推動一大批光伏企業的技術革新及發展，無論從降低電站建設成本上，還是從提高電站的系統效率上，都還要加強施工規范管理，加強團隊建設，只有這樣才能更好地保障分布式光伏發電站的安全高效運行，進而為電能的正常輸送奠定基礎。

參考文獻：

[1]李敏.分布式光伏電站監測及能效分析系統的研究與開發[D].華北電力大學（北京），2016.

（作者單位：然后湖北工業大學電氣與電子工程學院）