電氣自動化在太陽能光伏系統(tǒng)中的應用

摘 要：為了給人們創(chuàng)造更好的生活，給社會生產(chǎn)帶來更大的效益，同時，滿足國家發(fā)展綠色經(jīng)濟的戰(zhàn)略目標，利用太陽能光伏發(fā)電已成為必然趨勢。如何實現(xiàn)對太陽能光伏發(fā)電過程的監(jiān)控和管理，促進太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，電氣自動化成為不可或缺的技術。文章探索了電氣自動化與太陽能光伏發(fā)電存在的密不可分的聯(lián)系，實踐證明，電氣自動化可以推動可再生能源的發(fā)展，也有利于生態(tài)環(huán)境的保護，促進綠色產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟的發(fā)展。

關鍵詞：電氣自動化;太陽能;光伏系統(tǒng);應用

一、 引言

我國的光伏市場不斷涌現(xiàn)出新的挑戰(zhàn)和機遇，這也給國內(nèi)光伏行業(yè)上、中、下游產(chǎn)業(yè)的發(fā)展帶來新的生機與活力。我國要實現(xiàn)從光伏制造大國向應用大國的戰(zhàn)略轉(zhuǎn)變，要想在未來激烈的產(chǎn)業(yè)競爭中取得優(yōu)勢，必須降低生產(chǎn)成本，其關鍵在于要提升生產(chǎn)流程的自動化程度。

二、 太陽能光伏發(fā)電的現(xiàn)狀

全球經(jīng)濟的高速發(fā)展，現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，全世界都在積極落實綠色環(huán)保理念，綠色能源在現(xiàn)代社會的應用，受到了人們的廣泛關注和重視。與此同時，“低碳生活”方式的推出，對人們的環(huán)保意識和行為也產(chǎn)生了一定的積極影響。在西方一些發(fā)達國家，太陽能光伏發(fā)電技術受到了相關部門、學者以及人們的重視和關注，各個國家的政府部門都出臺與太陽能光伏發(fā)電技術相關的政策，對其提供良好的支持。在這種大環(huán)境背景下，我國也逐漸意識到太陽能光伏發(fā)電的重要性，并且開始逐漸普及太陽能光伏發(fā)電技術。這樣不僅能夠?qū)崿F(xiàn)可再生能源科學合理的利用，而且還能夠?qū)ι鷳B(tài)環(huán)境起到良好的保護效果。

三、 電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電領域的應用

（一）電氣自動化在電力行業(yè)的應用

電氣自動化是現(xiàn)代電氣工程的支撐，也是所有工業(yè)發(fā)展的基礎與原動力，電氣自動化技術在電力行業(yè)中的應用大大提高了整個電力系統(tǒng)的工作效率。電氣自動化系統(tǒng)的應用可以促進電氣工程的發(fā)展，有效地降低人力的勞動程度，能夠?qū)崿F(xiàn)電力生產(chǎn)、減少電力事故的發(fā)生，大大保證了供電的可靠性和穩(wěn)定性，從而提高電氣工程的經(jīng)濟效益。

（二）電氣自動化的控制方式

電氣自動化系統(tǒng)由于其良好的性能得到了廣泛的應用，除了用于居民樓宇、商場安保等生活設施外，在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護、醫(yī)療衛(wèi)生等領域也得到了廣泛應用。自動化技術還可以應用到安全監(jiān)測、供暖系統(tǒng)、照明系統(tǒng)等各方面的系統(tǒng)。我們可以采用遠程控制、定時控制、無線控制、電腦控制等控制方式。通過電腦和網(wǎng)絡相結(jié)合進行控制，這種控制可以實現(xiàn)對家電的控制，實現(xiàn)性能計算，實時監(jiān)測、趨勢記錄，打印報表，幫助操作人員排除故障。電氣自動化控制系統(tǒng)的應用需結(jié)合系統(tǒng)設計方法分析，應用到這一功能設計的部分就是當前電氣自動化控制系統(tǒng)的現(xiàn)實應用。

（三）在光伏建筑以及光伏水泵系統(tǒng)的應用

在光伏并網(wǎng)、光伏建筑以及光伏水泵系統(tǒng)領域，自動化產(chǎn)品應用廣泛，最關鍵的應用產(chǎn)品是監(jiān)控軟件。通常一個光伏電站或者光伏水泵系統(tǒng)，有多到上千個太陽能電池板發(fā)電系統(tǒng)的工作狀態(tài)需要進行監(jiān)控，因此需要靈活的通信方式和專業(yè)的監(jiān)控軟件。常用的通信方式包括串口、以太網(wǎng)或者GPRS/北斗無線通信。

（四）在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)直流逆變控制的應用

太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)是直接將太陽光能轉(zhuǎn)換為電能的裝置，根據(jù)光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)的關系，可以分為獨立于電網(wǎng)的光伏系統(tǒng)和并網(wǎng)系統(tǒng)，一般包括光伏電池組件、電力電子變換裝置（如逆變器）、變壓器、控制器和蓄電池組，通過電氣自動化控制技術對上述元器件的控制，可實現(xiàn)直流光伏電能轉(zhuǎn)換為合格的交流電能，輸入電網(wǎng)系統(tǒng)。

（五）在太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的應用

在光伏發(fā)電網(wǎng)絡系統(tǒng)運行的過程中，通常是通過將類型不同的各種發(fā)電模式進行搭配使用，采用不同的發(fā)電模式運用到用電的不同時期。為避免光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)時對電網(wǎng)的沖擊，通過電氣自動化技術，實時檢測同期點兩側(cè)的電氣量，通過邏輯判斷捕捉滿足同期并列要求的數(shù)據(jù)，并結(jié)合彌補數(shù)據(jù)傳輸?shù)臅r間差，提前（即導前時間）發(fā)送同期合閘命令，使得同期合閘時頻率偏差、電壓偏差等數(shù)據(jù)均滿足要求。

（六）在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)無功補償控制的應用

由于太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中的元器件大多為電子元器件，會產(chǎn)生無功損耗及諧波，使得電壓質(zhì)量不合格，通過電氣自動化控制系統(tǒng)，可檢測無功需要量，通過無功自動控制使無功調(diào)節(jié)范圍按光伏發(fā)電無功電壓控制系統(tǒng)的協(xié)調(diào)要求進行無功/電壓控制。

四、 電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電中的應用趨勢

雖然我國地大物博、資源豐富，但在幾十年的快速發(fā)展過程中，大量不可再生資源面臨枯竭，而現(xiàn)階段的資源和能源問題已成為限制國家經(jīng)濟發(fā)展、人們生活水平提高的重要問題。也正是在這樣的環(huán)境下，太陽能光伏發(fā)電有了廣闊的發(fā)展前景，通過電氣自動化在太陽能發(fā)電領域的應用，實現(xiàn)了光伏發(fā)電的可靠性和經(jīng)濟性，同時大大減輕了人力工作負擔，對光伏發(fā)電全過程進行監(jiān)控和管理，提高了發(fā)電效率。

五、 結(jié)語

光伏發(fā)電作為新興可再生能源技術，能夠在一定程度上緩解國家的能源緊缺問題。光伏系統(tǒng)能夠?qū)⑼饨珀柟廪D(zhuǎn)化為電能供給人們使用，而且能源生產(chǎn)過程中，并不會有資源損耗、空氣污染等破壞環(huán)保系統(tǒng)的弊端，所以能夠高效利用太陽能成為所有人關注的重點，而電氣自動化能夠有效提高太陽能利用效率，所以對電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電中的應用進行研究，符合我國新時期堅持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需求。

參考文獻：

[1]楊帥.淺析我國電氣自動化技術的發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢[J].大科技，2017（31）.

作者簡介：

李穎，陽光電源股份有限公司。