太陽能光伏發電并網技術的應用分析

蔡淑琳

摘要：現如今，隨著市場經濟高速發展，能源的損耗量正在不斷增加。由于大部分能源都是不可再生的，因此建立在資源耗竭之上的經濟發展難以持久。太陽能光伏發電并網技術的研發與推廣，使能源應用走上了循環環保的道路，對實現可持續發展具有十分積極的現實意義。文章對該技術的應用情況進行了分析，以期進一步提升能源可持續利用率。

關鍵詞：太陽能;光伏發電;并網技術;應用

引言

如今，科技正不斷發展，傳統能源日漸枯竭，且傳統能源的使用對環境造成的影響和破壞也在不斷加重，采用新型可再生清潔能源現已成為世界各國高度關注的焦點。就目前來看，太陽能以其取之不盡用之不竭的特點而受到多數人的認可和重視，最常見的太陽能利用方式為將太陽輻射轉化成熱能，而光伏發電則是將太陽輻射轉化成電能，并予以必要的變換、控制與儲存，提供可供負載使用的直流電或交流電。在這一過程中，往往涉及到并網問題，而并網實際上就是根據當電壓、相位、相序與頻率均達到相同時，能實現并聯運行的基本原理將光伏系統并入公共電網。

1光伏發電并網技術概況

光伏發電并網技術是指光伏發電系統直接并入電網的技術。其工作原理是太陽能組件產生直流電，再經過并網逆電器轉化，成為符合電網要求的交流電，最后直接接入公共電網。并網發電系統分為帶蓄電池和不帶蓄電池兩種技術。帶有蓄電池的并網光伏發電系統，具有可調度性，并且根據自身需要并網或退出，還具有電源功能。不帶蓄電池的并網光伏發電系統不具有可調度性和可操作性，一般用于國家大型系統。光伏發電并網有集中式大型并網光伏電站和分散式小型并網光伏電站。前者由國家控制，將所發電能直接輸送到電網，再由電網統一調配，大型并網光伏有電站投資大、建設周期長、占地面積大的劣勢。后者則投資小、建設快、占地面積小，加之政府扶持力度大，并最終成為光伏發電并網的主流。光伏并網發電系統的主要構造是太陽能電池陣列、并網逆變器和相應的中央集控系統。光伏發電系統的主要特點是在微網中運行，通過中低壓配電網接入超高壓大電網。

2太陽能光伏發電并網技術應用

2.1子系統

太陽能光伏發電并網系統由多個子系統組成，例如光伏模塊、逆變并網以及直流配電等。在多個子系統中，逆變并網最為重要，該模塊能夠將系統中的三相交流電接入至升壓變壓器之中，能夠促進能量的并網轉化，可以和電網系統實現相互之間的的耦合，并擴展太陽能的應用范圍。

2.2設備

太陽能光伏發電并網系統運行的核心在于主設備。以并網逆變器為例，在選擇設備時，不僅要考量容量指標，還需要根據太陽能光伏發電并網的具體情況，確保并網逆變器符合并網需求，以便實現工作效率最大化。在并網逆變器的使用過程中，還應對直流配電進行有效監管，一方面降低并網逆變器的安全風險;另一方面在并網逆變器與太陽能光伏電池組件的銜接，分散光伏發電并網系統后，能夠獨立運行，提高光伏發電并網系統的穩定性。

2.3升壓系統

應用光伏發電并網技術時，為了滿足能量轉換額定電壓的要求，需要由升壓系統進行有效處理。作為并網的重要組成部分，升壓系統在應用時還需要配置好升壓變壓器，只有根據系統的實際發電量才能選定合適的升壓變壓器類型。舉例來講，使用箱型干式變壓器對提升升壓系統穩定性具有較好的作用。從結構上來看，升壓變電站可分為上下兩層，上層是逆變工作室，主要用來監測逆變器的平穩運行;下層是配電工作室，主要用來向升壓系統提供電力來源。在升壓變電站中，對高低兩種類型的壓進線柜進行科學、合理的配置，并引入計算機監控系統實現與逆變室的同步監測，能夠確保發電并網技術的工作效率不被影響。

2.4保護措施

在對太陽能光伏發電進行并網的過程中，往往會受到高溫影響而出現較高的跳閘風險，特別是在高、低壓開關柜出現過電壓或者是過電流等問題時，就會產生跳閘問題，因此，需要在系統當中落實相應的保護措施，通過自動化的保護裝置，對并網系統情況進行監督，使組件破壞的問題得到有效的防控。如在并網逆變器方面的自動保護，當并網系統出現孤島或負載等問題時，保護裝置會將并網逆變器自動脫離系統，使并網系統的安全運行得到保障。

2.5防雷系統

為了解決發電并網技術應用過程中容易遭遇的雷擊問題，需要設計出有效的防雷系統。由于并網系統遭到雷擊會產生大面積的損壞，因此防雷系統的鋪設需要十分全面。對于接地問題，應該進行規范化操作，避免并網系統受到雷電打擊而出現嚴重故障。具體來講，應該在變電站等構筑物的屋頂上架設避雷裝置，目前常用的避雷裝置是避雷帶。此外，并網系統中的電氣設備都應該采用合理、有效的方式接地，而且設備外殼也需要接地，尤其是變壓器。只有不斷提升并網系統的防雷能力，才能保護該技術的正常使用，從某種意義上來看同樣是提升太陽能應用效率的一種手段。

3未來展望

太陽能光伏發電并網技術的市場潛力巨大，但是由于受環境以及地域因素影響，其推廣應用效果還有一定上升空間。雖然在一些區域能夠成熟應用，但與供電系統之間的匹配上仍存在一些問題。相關人員應將太陽能光伏發電并網技術應用的重點放在以下兩個方面：其一，提高資源使用效率。要以用戶用電需求為基礎，合理拓展太陽能光伏發電并網技術的應用范圍，在確保太陽能能夠穩定供應的前提下，研究如何進一步提升光伏組件的能量轉換效率;其二，維護電能環境，避免諧波以及動態干擾。逆變器在轉換太陽能為電能的過程中會產生大量諧波，加大并網系統的電壓畸變率，影響供電安全性以及發電穩定性。因此，要采取有效措施，保護并網系統的清潔度，加強諧波檢測排查，從而提高電網穩定性，推動太陽能光伏發電并網系統向優質化、規范化發展。隨著新型節能材料以人工太陽能技術的不斷進步，太陽能光伏發電并網技術的應用前景一片大好。相關企業以及主管部門應致力于相關發電設備的優化升級，加大科研投資，拓展該技術的應用領域，減少不可再生資源的消耗，為社會發展以及居民生活提供綠色、高效、安全的能源供給，實現經濟與生態環境保護協調發展。

結語

綜上，太陽能光伏發電并網技術的應用是實現并網發電的必要技術手段，本文對該項技術的基本應用原理進行了分析，以及對此系統的組成做了簡要介紹。同時，為了保障該項技術的應用效果，提出了一些并網過程中所存在的問題，通過對該系統存在的問題進行處理，可保障并網技術系統應用合理，使太陽能光伏電能順利并入大電網。根據對光伏發電的分析可知，該技術具有技術可行性和環境友好性等優勢，相信在未來的能源發電市場上光伏發電會占據極大的比重，加快推動其應用，對我國未來社會可持續發展具有重要意義。

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