太陽能發電并網系統關鍵技術

邢堯

摘要：本文將首先對于太陽能發電網系統內容進行介紹，其次從幾個不同的方面詳細分析了關于太陽能發電并網系統的關鍵技術，最后為了能夠防止其他外部環境對于系統的干擾和影響，筆者介紹了幾種比較重要的外部影響因素。

關鍵詞：太陽能;發電網系統;關鍵技術

隨著世界能源的日益緊張，當前很多的國家和政府都在研發一種比較新型的發電技術希望能夠取代傳統的能源使用，減少對于周圍的環境污染，當前太陽能發電技術就是一種比較科學，新穎的發電技術，并且在使用的過程中對于自然的損害很低。

一、太陽能發電網系統內容介紹

（一）太陽能并網發電系統主要內容

太陽能并網發電的主要工作原理在于機器在搜集太陽能之后不經過一般的蓄電池直接在并網的逆變器中轉換為電流，將交流電輸送到電網中，目前我國主要的研究目標是直流并網，這是目前很多可再生能源的研究方向，更是能源利用技術進步的主要體現。主要的發電技術原理如下系統能夠在光生伏特效應的作用下將太陽能的輻射能量轉換為可以使用的直流電能，在逆變器的作用下將交流電并入電網的發電系統，這個系統主要由光伏陣列和逆變器兩個部分組成。因為太陽能的電池板組成是比較靈活的。所以非常方便工作人員根據實際需求的不同對于太陽能版面進行拆卸和組合，同時系統還兼顧防風，防雨，防爆等多個功能[1]。

（二）太陽能發電系統的主要實現方式

從當前太陽能電網發電系統所能夠實現的實際經濟效益來看，當前的發電系統在能夠實現同等經濟效益的情況下，還具有清潔高效，低成本的特點。因為太陽能發電網在運行的過程中主要利用的都是可以再生的能源，所以一般情況下都是不需要蓄電池進行儲存的。這種供電的方式不僅可以減少對于周圍環境的污染，同時還能夠防止蓄電池對于環境的二次破壞，并且在工作的過程中系統能夠和周圍的建筑物實現高效的協調功能。

二、太陽能發電網關鍵技術

（一）干擾觀察法

這種技術方法主要的原理在于通過周期性的改變光伏排列方式去輸出電壓，根據每一個機組的輸出變化頻率去判斷光伏系統應該輸出電壓的方向，保證輸出的功率能夠達到最大化。這種發電技術的技術要求不高，并且非常方便施工人員的操作，但是這種方法存在的比較大的缺點在于在最大功率進行波動的時候，會損耗較大的電能，并且簡單的操作方式直接決定了機器的反應速度是比較慢的，并且精度非常低。還需要注意的一點在于一旦外部的光照環境發生了較大的改變這種方法將會很難應對[2]。

（二）通電增量法

通電增量法主要的工作原理是能夠比較光伏陣列中的電導增量和瞬時導值從而改變需要控制信號的方向并且對于最大功率進行跟蹤記錄。相比于前一種方法這種方法的電導增量是比較強的，并且系統機器的反應速度比較快，產生波動的幾率比較小，但是這種系統當前存在的唯一缺點在于系統硬件對于自身傳感器的精確度要求較高，所以造價也就高于一般性的機器，這也是該方法目前還沒有普及利用的原因之一。

（三）保持電壓

恒定電壓追蹤的方法主要的工作原理在于能夠在不同的光照強度之下保證發電組件的輸出電壓是不變的，并且還能夠在這個過程中以最大的電功率輸出。但是這種工作的方式需要提供一個外部溫度比較穩定的環境，但是在實際的工作中溫度肯定是不穩定的，這也就會造成較大的電能損失，當太陽能的外部溫度升高比較明顯時，伏安曲線可能和系統預先的工作電壓不存在交集，這也就會導致系統發生震蕩的情況。

為了能夠克服這種情況，工作人員需要控制溫度對于環境系統的影響，所以可以實現將光伏陣列在不同溫度下的最大功率指數記錄在控制體系中，當控制器在工作的時候可以檢測出光伏陣列的溫度，從而選擇一個合適的電壓強渡?；蛘哌€可以在太陽能的發電系統中去增加一個和光伏陣列具有相似特性的光伏電池模塊，并且在運行的過程中檢測開路的電壓，從而計算出在最大功率情況下太陽能系統的最大電壓特點，增加系統安全穩定的性能[3]。

（四）抗孤島保護技術

首先孤島效應的主要概念在于檢修人員在維護機器設備的過程中深陷對于自身造成損害的電源附近，這也就需要后面的并網系統進行電網頻率和電壓時時檢測的工作，同時在電網發生異常事故的時候能夠及時斷開工作連接。在很多的實際工作中逆變器的實際輸出電流和系統的標準需求總是存在一定出入的，或者部分系統的內部電壓處于一個嚴重超標的情況，所以為了能夠防止這種情況的發生，可以在系統中引入PWM逆變控制器，將載波的幅度能夠和電壓的變化相適應，并且建立一個電壓控制的實際模型減少孤島效應的發生頻率。

三、太陽能發電過程中的主要影響因素

太陽能發電系統在運作的過程中因為引用的是傳統的電網接入方式，需要在工作的過程中根據環境的變化做出適當的調度，這些影響主要分為以下幾個方面的內容：

（一）光照環境影響

因為太陽能發電的主要來源是太陽提供的熱量，但是外部的太陽能畢竟屬于一個外部的因素，是處于一個時刻不穩定的狀態，不僅受到地球自轉的影響還會受到外部自然天氣的影響，這些因素都會導致最終的輸出功率不穩定，具有比較強的波動性。

（二）調峰能力影響

太陽能電網在工作的過程中需要時刻去調整電網中其他能源的組成電流，提供足夠的負荷去保證能夠完整發電，所以當主系統受到天氣等外部環境影響的時候，需要其他部分能夠及時提供補償，保證系統的穩定運行。

（三）其他因素干擾

太陽能在將自然能源轉換為電能源的過程中可能會在電網中造成一定的各種擾動。因為分布式的電源在不穩定的情況下需要進行不間斷的重啟活動，這也就會導致周邊的其他系統出現局部不協調的情況，非常有可能會直接或者間接地導致電壓出現閃變的情況。因此為了能夠維護系統的穩定運行通常都會在分布式的電網中設置大量的電力電子裝置防止電網中的電流或者電壓出現大規模的畸變，產生諧波污染的后果，當這種情況出現在電子逆變器之中非常導致三項電流出現不穩定，輸出功率波動的情況[4]。

四、結束語

綜上所述，太陽能發電技術當前作為人類已知的最為方便的發電設備，具有高效清潔，環保等特點，隨著經濟的不斷發展，這種技術在未來一定會應用于更多的行業，筆者希望能夠通過本文讓更多的讀者去了解太陽能并電網的主要技術原理。

參考文獻：

[1]黃宏章. 太陽能光伏發電逆變系統開發及并網關鍵技術研究[J]. 日用電器， 2017（8）：22-25.

[2]許獻岐， XUXian-qi. 船舶光伏發電并網及其關鍵技術的應用初探[J]. 電氣傳動， 2015， 45（8）：77-80.

[3]徐景杰. 分析太陽能光伏發電并網技術的應用[J]. 低碳世界， 2018（10）：74-75.

（作者單位：遼寧太陽能研究應用有限公司）