光伏發電并網及其相關技術發展現狀與展望

尹春

摘要：隨著我國電力事業發展不斷成熟的背景下新能源發電受到更加青睞。大力發展太陽能光伏發電并網技術是推動社會可持續發展的重要切入點。基于此，從太陽能光伏電池板、太陽能光伏控制器、并網逆變器和太陽能儲能裝置方面對光伏發電并網系統的重要結構進行剖析，然后從國內、國外兩個角度對光伏發電并網技術的現狀進行分析，最后對其進行前景展望，為光伏發電并網及其相關技術的普及保駕護航。

關鍵詞：光伏發電并網;相關技術;發展

引言

科學技術的快速進步，給人們的生活帶來了翻天覆地的改變。隨著光伏發電并網技術的出現，不可再生資源的消耗問題逐步得到了緩解。就目前來看，光伏發電與并網技術仍存在極大的發展空間。

1簡述光伏發電的概念

光伏發電是光能發電的一種方式，光伏發電運用微網技術接入超高壓的發電網里，微網和超高壓發電網彼此依存、相輔相成。光伏發電并網技術是綠色能源、清潔能源技術的一種，因此，對生態環境不會產生污染，完全符合我國對經濟、環境以及社會可持續發展的需求。提升光伏發電技術不僅可以解決生態污染的難題，還能節省發電的成本，進一步節省時間和空間等成本。總的來說，并網型光伏發電技術有兩方面的明顯優勢：一方面，并網型光伏發電使用的是太陽能這種綠色、清潔能源，所以并不會過度浪費能源，在現實運用的過程中，也可以更好地保護生態不受污染，符合我國持續發展的要求。傳統的發電方式是使用化石能源來完成的，但是化石能源非常有限，在短時間內不能再生，同時在運用時，會散發出對生態造成嚴重污染的氣體。隨著人們越來越關注生態環境保護方面的問題，光伏發電并網技術逐漸進入人們的生活中。另一方面，并網型光伏發電的發電方式大大降低了技術難度，同時也節約了建設和維護等相關成本，減少發電成本可以在很大程度上推動國家電網多元化的可持續綠色發展。

2我國分布式光伏發電發展現狀

要充分應用分布式光伏發電，需對分布式光伏發電做全面的分析與理解。就概念解讀來看，分布式光伏發電具體指在用戶所在場地或附近建設安裝、運行以用戶端自發自用為主、多余電量上網、電網調劑余缺為特征的發電設施或是電力輸出的能量綜合梯級利用多聯供設施。就分布式光伏發電的具體應用來看，其具有新穎性，并存在巨大市場發展前景，是具有顯著應用價值的發電和能源綜合利用方式。分布式光伏發電所倡導的是就近原則，能有效解決電能長距離輸送過程中的能源損耗問題。

3光伏發電并網相關技術

3.1并網逆變器

作為一種特殊的逆變器，并網逆變器不僅可以實現直流電向交流電的轉變，還可以確保輸出的交流電在相位以及頻率上與市電保持同步。并網逆變器交流輸出電的頻率一般為60Hz或50Hz。并網變壓器的基本架構不僅有傳統工頻變壓器、新型高頻變壓器，也有無變壓器的逆變器。并網逆變器的資料表一般涵蓋以下內容：輸出電壓、額定輸出功率、CEC（美國加州能源協會）加權效率、峰值效率、峰值功率追蹤電壓、啟動電壓、最大輸出電流、最大輸入電流以及國際防護等級認證等。并網逆變器的基本結構有濾波電路、控制邏輯以及逆變橋等。為了便于檢測并管控并網條件下運行的太陽能光伏發電系統，需要在配電箱內部安置監測系統。為了有效提高光伏發電并網逆變器系統的安全性能，需要安裝系統保護裝置。

3.2微網技術

微網系統本身抗干擾能力較弱，并且在諸多不可控因素的影響下，容易降低微網系統運行的安全性和穩定性。因此，微網技術的應用過程中需要對微網系統的運行情況進行有效控制與管理。微電源作為微網系統的重要組成部分，雖然其構成與屬性存在一定差異，但微網系統的總能量是一定的，因此，為避免微電網對整體電網的負面影響，需要在微電網的運行中保證電壓的穩定性，但從現階段的實際情況來看，這一問題并未得到妥善地解決。同時，微網從獨立運行狀態到并網狀態的相互切換過程中都會在一定程度上影響整個電網運行的穩定性。因此，技術人員需要結合具體要求和實際情況對微電網的結構與配置參數進行優化與調整，從而提高對微電網系統運行效果的控制，避免微電網對整個電網造成的不利影響。現階段，傳統的保護措施在實現對微網系統單向潮流的保護過程中，難以起到對微網系統雙向潮流的保護作用。因此，在社會經濟與科學技術高速發展的背景下，對于微網技術的研發與應用工作需要對常規保護模式下的運行故障進行檢測，并利用保護控制系統保證微網系統運行的穩定性。

3.3關于太陽能電池技術的分析

光伏電池是整個光伏發電技術的應用核心。隨著近年來國內科學技術水平的不斷進步，光伏電池也前后歷經了多次的改良。最初一代的光伏電池通過采用硅原料來進行工作，其缺陷主要表現在材料成本偏高，電能損耗程度也相對較高;隨著光伏發電技術應用范圍的逐步擴大，第二代光伏電池相繼出現，該類電池采用非硅類的材料作為其襯底，這樣一來，能夠在減少原料成本的同時大大降低對電能的損耗程度;此外，目前最新型的光伏發電系統所采用光伏電池的則主要由薄膜電池及繼晶體硅構成，該類電池的設計能夠更好地提升其工作過程中的光伏轉換效率。

3.4太陽能光伏電池板

太陽能光伏電池板一般由硅膠、鋁合金、接線盒、EVA（熱熔膠粘劑）、電池片、背板和鋼化玻璃所組成。晶體硅是太陽能光伏電池板的主要光伏材料，市場占有率極高，并且在相當長一段時間內，晶體硅依舊為其主要材料。但晶體硅的造價極高，一定程度上限制了太陽能光伏電池板的普及程度。作為光伏發電并網系統的動力來源，太陽能光伏電池板基于光電效應原理以及光化學效應原理將太陽輻射能轉化為電能。當太陽光照射至太陽能光伏電池板表面，硅材料吸收光子能量，電子躍遷現象便隨之產生，發生躍遷的電子聚集形成電位差，在接通電路的情況下便會產生輸出功率，帶動外部電路系統工作。

4光伏發電并網技術的發展趨勢

現今，光伏發電已經成為先進的清潔能源發電模式，擁有太陽能的所有優點。但因為我國的并網型光伏發電技術出現得比較晚，依然要面對氣候變化的影響、價錢比較昂貴、逆變器會發生一定的諧波重疊等各類必須要解決的難題，而且我國還有很多地方缺電或者沒有電。隨著對光伏發電的深入探究、科學技術的不斷進步和計算機網絡技術的快速發展，光伏發電技術的問題將有更加周全的解決辦法，而且并網型光伏發電技術一定會成為世界范圍內廣泛運用的發電技術。但是，對于光伏發電并網技術還要進行更加深入的探究，特別是在切換和控制這兩個方向。因此，充分研究光伏發電并網技術的控制是非常重要的，在切換這個方向也要尋找更好的解決方法。隨著科技的不斷進步，之前在并網型光伏發電技術方面忽略的大多數問題，都將成為主要的考慮對象，在未來的探究中終會得到解決。

結語

作為來源廣泛的清潔能源，太陽能在光伏并網技術中的應用必將越來越廣泛。太陽能光伏并網技術在并網發電中的占比必將越來越大。光伏發電技術的環境友好性以及技術可行性等決定性優勢為它贏得了越來越多能源專家以及能源企業的青睞。能源專家以及能源機構應當加大對太陽能光伏并網技術的開發力度以及研究力度，進一步增強太陽能供電的穩定性，延長并網系統設備的使用壽命，降低并網系統的使用成本。

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