光伏發電并網及其相關技術發展現狀與展望

李傲雷

摘要：近年來，經濟快速發展，社會不斷進步，隨著社會對清潔能源的需求大增，光伏并網引領了新型循環能源的盛行。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;發展現狀;展望

引言

隨著煤、石油等化石能源的儲備量越來越少，人類必須要面對能源危機這個現實情況。為了讓人類賴以生存的環境得到一定的改善，維持人和自然之間的和諧關系，各個國家都在新能源發展方面作出最大的努力。光伏發電并網技術與水力發電、風力發電相比，具有沒有噪音、沒有污染、發生故障的概率低和護理比較簡單方便等優點，取之不盡、用之不竭的光能源可以給人們提供較好的光伏發電環境。現實數據顯示，光伏發電并網技術已經成為目前比較新穎的一項技術，特別是大型化的光伏發電和并網化的光伏發電，共同承擔著發電的任務。

1光伏發電并網

①光伏發電并網概述，光伏發電是太陽能發電的一種方式，光伏發電主要是在微網中運行的，以微網的形式并入到超高壓大電網中去，與其互為支撐。在我國，光伏發電并網一般都是集中式的國家電站，能將所有的電直接輸送到電網，并由電網輸送到千家萬戶。現如今光伏發電并網最主要的方式就是小型分散型的并網光伏，這種光伏發電相比于電站來說，占地要少、投資小、建設速度快等特點。不僅如此，國家在這一方面還給予了相當大的政策優惠。②光伏發電并網的優勢，首先，光伏發電并網采用的是清潔綠色的太陽能資源，不會對現有的資源進行浪費。在實際的使用過程中，也能夠更好的保護生態環境，符合我國可持續發展的要求。而傳統的發電模式是利用化石燃料進行的，這種資源是有限的且短時間內不可再生的，使用過程中還會對環境造成危害，因此光伏發電并網開始逐漸進入人們的視野。其次，光伏發電并網的發電模式，節省了時間和空間上的投資建設成本，發電成本的降低有利于國家電網進一步的發展。

2光伏發電并網及其相關技術發展現狀

2.1最大功率點跟蹤技術

通過運用最大功率點跟蹤技術，可明確光伏并網發電系統所在的環境，分析環境中的溫度、光照等對并網造成的影響，并且還可繪制光伏并網發電系統的特性曲線，然后在依據曲線的變化狀況，對并網光伏發電的最大功率點進行相應的跟蹤。同時，最大功率點跟蹤技術與光伏并網發電系統自身的運行效率之間存在直接的關聯，例如常用的兩種跟蹤方法：①擾動觀察法，在光伏并網發電時，通過設計小型擾動，可比對擾動前后的并網情況，獲得最大功率點位置，并網擾動方式可控制輸出電壓，利用電壓差，還可形成擾動，以跟蹤功率狀態。②電導增量法，瞬間電導數據與變化量是此類方法運用的決定性因素，其能夠通過分析光伏列陣的曲線變化情況，獲得曲線的單峰值，并由此判斷出光伏并網是否處于最大值發電狀態。

2.2產業競爭激烈

在國際上，光伏產業的發展就已經有了較大的競爭力，各國的光伏產業都在力爭上游，不斷研制出更多更好的產品。因此對于我國光伏產業來說，突破國際上的封鎖，提高國際光伏產業的競爭力是比較困難的。再說到國內，光伏產業的利好前景使得眾多投資家趨之若鶩，因此我國的光伏產業在地域上就已經分成了五個比較大的區域，分別為珠江三角洲區域、長江三角洲區域、環渤海地區、中部地區以及西部地區。五大生產區域雖然有著各自不同的產品特色，但是在行業領域卻是重合的，因此國內的光伏產業競爭激勵。這就很容易造成各企業公司之間的惡意競爭，危機光伏產業在我國的發展。

2.3主要設備

逆變器的最大容量和最小的單位成本之間有著非常緊密的關系，較大容量的逆變器只要發現運行有誤，就能直接對系統產生較大影響。因此，想要挑選更好的并網逆變器，就需要對處在實際運用中的光伏發電系統進行一定的考量，除此之外，還要對逆變器的容量進行充分考慮。過壓和反極性保護都是并網逆變器的功能，對光伏系統中的逆變器展開相關檢查，能夠使用直流配電穩定電池電流，保證數據能夠精準地傳輸到控制器上，進而安全地運行系統。把獨立網絡作為使用設備，同時運用并網逆變器時也能使用這種方式。

2.4并網逆變器控制技術

并網逆變器可確保光伏并網發電系統的靈活性，進而使得工程的多樣化需求得以滿足，為太陽能始終處于最佳的轉換狀態提供保障。同時，逆變器還可控制光伏并網發電系統的工作模式，為電流提供直接或間接控制的方法。近年來，隨著科學的迅速發展，間接與直接控制不斷融合發展，較好的發揮了間接、直接電流的控制效果，彌補了雙方的缺陷，融合之后的并網逆變器控制能夠實時跟蹤電流變化情況，以保證電流的穩定性。并網逆變器控制重點技術主要包括：①數字控制技術，該技術是并網逆變器控制技術的重要基礎，是一種熱電技術。②PID控制技術，其主要是采用全量、增量的方法支持逆變器的運行，此類技術相對成熟。③重復+PI混合控制技術，此類技術具有復合的特征，能夠以復合的方式控制逆變器的運行，從而確保逆變器的穩定性。

3光伏發電并網及其相關技術發展展望

未來隨著光伏電價不斷下調，光伏產業不可避免地需要引入市場競爭機制，這也要求對相關技術研發工作進行相應調整，從而適應產業變革的需要。未來光伏發電并網技術發展的主要趨勢如下：集中式和組串式逆變器的功率不斷加大，效率提高，電壓等級升高，從而降低成本，減少損耗;微型逆變器等組件級產品越來越豐富，以適應不同類型的市場需求;電網適應能力不斷提高，例如低電壓穿越、高電壓穿越等功能不斷完善，具有高可靠性的保護功能;未來光伏逆變器將與互聯網相結合，實現數字化，基于云端存儲和計算的數字化平臺將得到更為廣泛的應用。總體來看，未來光伏逆變器將朝著更高效、更可靠、更智能化的方向發展。隨著大功率地面光伏電站的不斷建設，光伏監控及能量管理系統勢必成為未來發展的重點方向之一。除了保證光伏發電系統安全穩定運行外，監控系統未來還將肩負更多使命，例如控制電站運行，降低光伏并網功率的波動性，對光伏與水電、儲能等其他發電系統的多能互補協調控制，以及基于云數據的遠程監控等功能。此外，光伏高壓直流并網技術在未來將會逐步體現其優勢，尤其對于西部偏遠地區的大容量光伏電站，直流并網的優勢更加明顯，相應的直流并網設備的研究也將成為未來的研究熱點。

結語

綜上所述，光伏并網發電系統目前正向成熟化方向發展，并且逐漸成為電網系統的重要組成部分。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。

參考文獻：

[1]趙俊林，秦虹，申雨慧.太陽能光伏發電并網技術及其應用[J].大眾標準化，2019（23）：47-48.

[2]賀金山，李雪.太陽能光伏發電并網技術的應用分析[J].科技風，2020（5）：18.

[3]張麗，陳碩翼.光伏發電并網技術發展現狀與趨勢[J].科技中國，2020（2）：18-21.