太陽能光伏發(fā)電及其并網(wǎng)控制技術(shù)分析

王攀

瀘州職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子工程學(xué)院 四川 瀘州 646100

太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電屬于近些年在國家政策鼓勵(lì)下而迅速發(fā)展的一種技術(shù)。自從20世紀(jì)90年代以來，西方國家便開始大力發(fā)展光伏并網(wǎng)系統(tǒng)，這也致使太陽能光伏發(fā)電與建筑物有機(jī)融合，不僅節(jié)省了空間，同時(shí)應(yīng)用起來十分便捷，深受世界各國的重視與關(guān)注，太陽能光伏電池及其發(fā)電系統(tǒng)已成為當(dāng)下重要的產(chǎn)業(yè)，而太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電屬于太陽能發(fā)電規(guī)?；l(fā)展的必然趨勢，也是光伏利用的發(fā)展前提。太陽能屬于人們?nèi)≈槐M的清潔能源，對(duì)于人們的生活以及生產(chǎn)有著十分重要的影響，重視太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)，可以使各項(xiàng)工作順利完成，以此提高太陽能的應(yīng)用率。

1 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的最大功率點(diǎn)跟蹤

太陽能電池會(huì)遭受到外界環(huán)境的影響，比如日照強(qiáng)度以及環(huán)境溫度，這時(shí)其輸出功率便會(huì)呈現(xiàn)出較大的波動(dòng)。而太陽能電池的輸出功率也會(huì)隨著日照強(qiáng)度以及環(huán)境溫度的改變而發(fā)生變化，這時(shí)它的輸出功率便要隨著所形成的電能完成自動(dòng)調(diào)節(jié)，以此保障其能夠與負(fù)載相吻合，從最大限度上達(dá)到功能轉(zhuǎn)換效率，使光伏方陣的利用率得到提升[1]。光伏方陣最大功率點(diǎn)跟蹤屬于目前最為關(guān)鍵的控制方法，另外還有增量電導(dǎo)法、爬山法、爬山改進(jìn)法、自適應(yīng)算法，下面就結(jié)合最大功率點(diǎn)跟蹤進(jìn)行分析。由于光伏陣列會(huì)在環(huán)境變化以及負(fù)載中，其輸出以及電流展現(xiàn)出非線性。并且，處于特定環(huán)境下其最大功率輸出點(diǎn)取決于負(fù)載大小，外界的溫度變化以及光照強(qiáng)度也沒有辦法人為進(jìn)行控制，這些因素都會(huì)導(dǎo)致它在一天中不斷發(fā)生改變。為了保障光伏陣列的輸出特性，能夠符合外部環(huán)境的變化，讓其在最大功率點(diǎn)進(jìn)行工作，就應(yīng)當(dāng)對(duì)光伏陣列所連接的負(fù)載進(jìn)行更改，可以采取在光伏陣列與負(fù)載之間進(jìn)行串聯(lián)的方式，完成電路跟蹤，以此達(dá)到根本目的。目前，人們經(jīng)常使用的最大功率跟蹤電路為DC/DC變換器，其占空比與其所負(fù)載的函數(shù)就是光伏陣列所帶來的等效負(fù)載，對(duì)占空比采取相關(guān)的調(diào)解工作，便可以實(shí)現(xiàn)改變光伏陣列負(fù)載的目的，最終完成最大功率點(diǎn)跟蹤，讓其達(dá)到最佳的電能效果[2]。

2 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能以及充放電控制

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的儲(chǔ)能以及充放電控制十分關(guān)鍵，控制器不僅要完成最大輸出功率跟蹤工作，還要始終保持這最大功率的輸出，進(jìn)而有效預(yù)防蓄電池發(fā)生過度充電以及深度放電的情況，讓其始終保持在最佳狀態(tài)。通常情況下來講，在線式電壓檢測主要是利用蓄電池的端電壓進(jìn)行檢測，進(jìn)而判斷出某一個(gè)限定值是否充滿，使太陽電池停止對(duì)蓄電池的充電。但是，停止充電后端電壓會(huì)隨之下降，蓄電池實(shí)際電量并沒充滿，進(jìn)而影響到蓄電池的使用壽命以及整體功能。為了解決這一情況，需要應(yīng)用新的離線式檢測工作，運(yùn)用一個(gè)太陽電池給多個(gè)蓄電池進(jìn)行輪換充電，并在充電電路切開后，讓各個(gè)蓄電池端壓能夠獲得充足的時(shí)間完成恢復(fù)工作，以此保障檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性[3]。并且，在原有的電路上可以添加上放電自鎖功能以及下線自鎖電路，采取放電自鎖功能，能夠有效防止蓄電池負(fù)載小電流放電這一行為，并有效預(yù)防由于蓄電池深度放電從而造成一系列的損耗。最后，在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，不管是蓄電池的負(fù)載還是太陽能電池的輸出，都屬于不確定量，但是其儲(chǔ)能以及充放電控制能夠使用模糊控制的方式進(jìn)行實(shí)現(xiàn)。

3 太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制技術(shù)

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)最終是要并入電網(wǎng)，并且太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的輸出，交流電壓以及頻率都需要與電網(wǎng)保持一致，從而起到應(yīng)用的目的。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的并網(wǎng)控制技術(shù)，需要采取逆變器的方法來完成，通過電流型脈寬調(diào)制逆變器能夠讓電流對(duì)電網(wǎng)形成電力諧波降低，進(jìn)而將其有效控制在一個(gè)較低的水準(zhǔn)中，以此達(dá)到最大功率轉(zhuǎn)換控制。并網(wǎng)逆變器的控制模式為雙環(huán)控制，而外環(huán)參考電壓應(yīng)使用較為理想的正弦波，并把參考電壓以及輸出電壓的比較值作為調(diào)節(jié)器輸入，將調(diào)節(jié)器輸入當(dāng)作內(nèi)環(huán)電流環(huán)的主要參考?？傊柲芄夥l(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制技術(shù)，應(yīng)當(dāng)有較為完善的保護(hù)措施，確保逆變器擁有自動(dòng)偵測功能，以此判斷是否存在故障，從根本上保障技術(shù)人員以及設(shè)備的使用安全[4]。

4 結(jié)束語

總而言之，太陽能光伏發(fā)電具有較好的發(fā)展前景，屬于未來新能源開發(fā)的主要發(fā)展方向。而太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)控制技術(shù)，對(duì)于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的發(fā)展意義有著至關(guān)重要的影響，是系統(tǒng)性能以及安全性的基礎(chǔ)保障。同時(shí)，伴隨著光伏組件、電子技術(shù)以及計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，控制技術(shù)也定會(huì)不斷完善以及憂患，以此增強(qiáng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的優(yōu)越性，讓其獲得更好的應(yīng)用效果，進(jìn)而推動(dòng)我國能源開發(fā)與利用這項(xiàng)工作的實(shí)施，達(dá)到能源有效利用的目標(biāo)。