光伏發電電氣系統設計優化管理探究

王博

摘要：當前，光伏發電已成為建筑節能的一種新趨勢，國家大力支持光伏產業的發展，讓光伏技術得到了突飛猛進的發展。然而，光伏發電仍存在一些問題，尤其是在電氣系統設計上，不僅需要考慮到地理、環境的因素，還要與原有的電氣系統取得協調。

關鍵詞：光伏;電氣系統;設計優化

引言：

隨著經濟的不斷發展和科學技術的飛速進步，我國越來越重視新能源領域的發展。光伏發電是具有環保屬性的一種可再生能源發電形式，在近年來得到了越來越廣泛的應用。目前，光伏發電不僅在工廠、企業中得到了廣泛的應用，有的家庭用戶也使用了微型分布式光伏發電來進行節能發電。

1光伏發電電氣系統的設計優化內容

1.1光伏方陣的設計優化

在進行光伏系統設計前，應當充分全面的進行工程項目調研活動，對工程系統的自然環境、地理狀況、氣候條件、太陽能資源等進行充分的考察與研究，以此為基礎保證光伏方陣設計具有科學性、可實施性。在完成基礎工作后，對方陣進行準確的傾角設計，以偏離正南方向正負20度為光伏組件的最佳傾角。當不能保證正南方向方位角時，應當水平安裝光伏組件應。當傾斜角度超過10度時，應有效避免的組建上方存在積雪、積水和積灰等雜質，通過去雜為光伏組件正常運行提供條件。

1.2逆變器的設計優化

逆變器在光伏發電系統中也是一個必不可少的部分。當太陽能板受到陽光輻射時，會產生直流電，但直流電通常不會直接被應用到電力系統中，而且當電力系統的電壓需要調整時，采用交流電的系統僅需增加一個變壓器，而采用直流電的系統需要的步驟和設備卻復雜很多。因此就需要逆變器來把直流電轉化為交流電，從而滿足供電需要。

1.3光伏系統的保護設計優化

在光伏系統的設計過程中，保護設計是一個重點的內容，應該充分考慮到光伏受到雷電活動的不良影響，對于直擊雷，應該扭轉避雷帶和避雷針。如果是由電磁感應產生的感應雷，可以通過安裝防雷器進行解決。在實際的設計過程中，應該考慮到對光伏設備的保護，將其納入到防范范圍中。同時光伏系統也應該保護建筑的結構安全，不能破壞房屋的防水和穩定性。

1.4光伏發電電氣系統的整體設計優化

對光伏系統進行電氣設計時，要充分考慮間和施工的實際環境情況，結合工程的整體要求與特點，避免出現規劃不足，與設計矛盾。進行光伏電氣系統設計時，要充分進行系統的現代化設計，考量對現有電氣設備及系統的優化，提升電氣系統的質量，延長其使用年限。除此之外，在進行光伏發電設計時，要結合其特點突破局限性，利用建筑物充分適應環境的特點，根據具體工程的地理條件、天氣狀況、氣候信息等，選擇最佳的光伏組件，以此為依據合理的設計光伏方陣的朝向與布局。選擇適宜的裝機容量，通常選擇最佳參數設計光伏組串，準確計算光伏系統的發電量。

2光伏發電電氣系統設計優化管理

2.1光伏發電系統智能跟蹤方法設計

太陽跟蹤器主要是為了滿足太陽能光伏電池組陣列跟隨太陽空間位置的變化，實時跟蹤太陽，使太陽能電池陣列與太陽保持垂直，接收到太陽輻射能量達到最大，以提高太陽能的轉化效率為基本的目的。

基于太陽軌跡的分時間歇式控制方式和光電傳感器連續跟蹤相結合的跟蹤方式，每一次調節過程先根據當地地理緯度和太陽位置模型計算太陽軌跡，獲得各時刻太陽與當地傾角，對東西向進行每小時一次的角度改變，南北向進行每天一次的角度改變，分時對太陽能電池板角度粗調，再采用光電跟蹤方式，根據光敏傳感器檢測到的光強偏差信號，對太陽能電池板細調，保證太陽能電池板實時正對太陽，獲得最大光強。系統帶有限位行程開關，當太陽能電池板達到每天的極限位置后，限位開關輸出信號送入單片機控制單元，控制太陽能電池板東西向回歸到初始位置。

采用太陽軌跡跟蹤和光電跟蹤相結合的方式，根據當地地理緯度和季節情況，建立以天和小時為單位的太陽高度角和水平角角度變化模型。再利用太陽能電池板上裝置的光電傳感器，采用光電跟蹤方式對太陽能電池板細調，保證實時對準跟蹤太陽，保證光能最大獲取效率。

2.2設計風光互補發電系統

從本質上來講，風光互補發電系統，是將風力發電技術與光伏發電技術有效結合的系統，能夠根據地方的用電需求和資源配置，將二者共同應用，提高發電量的同時，加強電力供應的穩定性，為當地的經濟建設與社會發展，提供更多的幫助，創造出更多的效益。風光發電系統與單一的技術系統不同，其是將風力發電系統和光伏發電系統共同組合的發電系統。該系統在運行過程中，并不會出現兩種技術相互沖突的情況。例如，風光互補發電系統中，風能和太陽能，可以獨立發電，也可以進行混合發電。具體選擇的發電形式，依據當地的情況而定。風光互補發電系統的研究和應用，針對電力供應與配置，產生了較大的積極作用?？刂撇糠种饕歉鶕L力大小、光照強度及負載變化情況，不斷地對蓄電池組的工作狀態進行切換和調節。

3光伏發電電氣系統的設計優化方向

智能電網是電網的未來發展方向，同時也是光伏發現的未來發展方向。在光伏發電的電氣系統設計優化中，應該要針對現有的技術和流程進行優化，同時也應該在產業上對光伏發電提供支持。智能電網是電網技術的未來發展趨勢，在光伏發電的電氣系統設計中，同樣可以引進人工智能技術的應用，將人工智能技術融合在光伏發電電氣系統中，充分利用人工智能的模糊理論和神經網絡系統，就可以對光伏發電電氣系統的設備和線路等進行實時的監控，及時發現在運行過程中出現的問題，并及時解決，從而有效的保護系統的設備和線路的安全。在光伏發電的電氣設備智能化中，應該根據能源的實際使用情況來對能源的使用進行自動調節，從而大大節約能源的使用。對于光伏發電來說，在白天的發電量更大，但是用電量卻更少，因此可以將其并入主網，將電能提供給附近用電量較大的區域，例如工程和公司等，從而提高對能源的利用效率。

結束語：

光伏發電系統因為其無污染、使用建設簡單的特點成為了我國新能源建設過程之中重點發展的對象，在光伏發電系統的設計之中，設計人員要對系統的檢測安裝等多方面進行設計優化，防治運行故障。

參考文獻：

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