太陽能光伏發電的并網控制技術探究

周亮

摘? 要： 隨著社會的發展和進步，當前階段的能源使用可持續問題越來越緊張。依靠石油能源進行的發電也需要重視創新和轉變。因此目前使用 可持續能源進行的發電，實際已經在一定程度上取代了石油能源的發電，但是在未能完全取代之前，仍是石油能源發電為主。所以清潔能源當中的太陽 能發電如何造福社會，就需要考慮太陽能光伏發電的并網問題。有效實施并網技術實現太陽能發電的并網，能夠保障社會的用電和推動社會的可持續發 展。本文也更是基于此，研究和分析太陽能光伏發電的并網技術與應用。旨在通過具體的研究和分析，為太陽能等的清潔能源早日代替石油能源發電提 供參考和借鑒，達到真正造福社會的目的。

關鍵詞： 太陽能;光伏發電;并網控制技術;探究

1 太陽能光伏發電并網技術的概述

太陽能光伏系統分為三種不同的類型。最初用的是離網系統，但由于 離網太陽能光伏系統不能直接向電網輸電，在市場中并不常見。市場上比 較常見的就是能直接輸電的并網太陽能光伏系統與混合太陽能光伏系統。

1.1? 并網太陽能光伏系統

目前，并網系統是市場上最常見的系統，也是最為國家所支持的系 統。并網系統的原理是通過并網逆轉變器，將太陽能產生的電能轉變為可 以直接輸入公共電網的交流電，這些電能在滿足自身負荷需求的同時，還 可以將多余的電能輸入到電網，為用戶供電[1]。在陰雨天太陽不足的情況 下，太陽能光伏系統產生的電不能滿足自身負荷需求時，就通過電網供電 來維持系統的正常運行。因為并網系統可以直接為電網供電，所以不需要 安裝蓄電池等配置，使系統更簡潔便利的同時還降低了電能的損耗與發電 系統的成本。但由于逆轉換器的使用，也會因為電壓、頻率等問題使部分 能量出現損耗的情況。該系統通常有集中式與分散式兩種形式，集中式通 常運用于大型發電站，工程大投資多的發電站，例如一些國家級發電站。 分散性的特點主要是工期短，投資小，占地面積少，規模不大的發電站， 例如一些建筑一體式的[2]。

1.2? 并網混合供電系統

并網混合供電系統是由太陽光伏陣列、電網和備用油機組成的。它代 表太陽能光伏技術的進步，提高了該技術的供電穩定性與效率，與并網系 統相比，并網混合系統更為復雜，對于技術的要求也更高。由于它的穩定 性很強，適用于一些電網不穩定、供電要求高的敏感地區，也可以作為地 區的備用電源。并網混合系統的技術性更強，將控制器與逆變器集成，系 統由電腦智能操控，利用各類能源，保證系統處于最佳工作狀態，并可以 連接蓄電池使用，在并網混合系統中，能將充分利用太陽能，將多余的能 源儲存完善。當地負載功耗小于當日太陽所生產的能量時，并網混合系統 可以將多余的發電量儲存在蓄電池里，防止出現供電不足的情況。如果電 網出現意外狀況時，比如停電與供電不足時，系統將會自動切斷電網，等 待故障解除后，在再換到并網模式，通過并網供電。

2 采用光伏發電并網技術需要考慮的問題

一是需要考慮電壓的波動問題。也就是對于太陽能的光伏發電而言， 與傳統的發電技術存在較大的差異和不同，尤其是在發電體現的電壓穩定 性。光照強度的變化實際就能夠影響光伏發電的輸出功率和電能多少。不 同季節、不同天氣和不同時間段的光照都會發生極大的變化，因此實際的 電壓存在較大的波動。有效解決電壓的波動問題才能使得光伏發電順利進 入大電網當中。二是諧波問題。也就是光伏發電系統運行過程實際產生的 電能，在并入電網的過程當中需要經歷直流向交流的轉變，需要進行生升 壓的操作，這樣才會使得光伏發電進入大電網當中。那么在這一過程當中 就會產生一定的電壓畸變，隨著產生的諧波問題就可能影響并網，因此需 要對這些問題進行有效地解決和控制，這樣才能使得光伏發電順利地進入 大電網當中。

3 太陽能光伏發電并網技術應用現狀

3.1? 并網發電技術應用中的難點

太陽能發電技術發展時間不長，在運用時還有一定的不確定性，這是 并網發電技術中的難點，也是今后需要進步的一點。與風能模型相比，光 伏發電系統通常結合不同的模式，在高峰期產生不同的發電模型，因此， 太陽能發電不用考慮發電的平衡。隨著發電技術的發展，已經可以保證電 力的穩定性以及總發電量，安裝各種設備，作為補償設備，這樣就降低了對電網的影響。目前，電網也開始向自動化、智能化發展，因此，利用先 進技術對電網電流進行操控也成為了太陽能光伏技術的一大難題。

3.2? 電流控制技術分析

并網技術在實際作用中，通常是通過逆變器對系統進行控制，將太陽 能生產的直流電轉換為可以直接輸入交流電。安裝逆變器可以在很大程度 上降低電力的諧波，提高電網的供電穩定性與工作效率。同時使電流能穩 定順利輸入輸出。在正常情況下，電網的電壓變換器在工作中包含的內容 也比較廣泛，比如有源濾波以及不間斷電源與整流形式等[3]。我們電流控 制設備的提高，促進了太陽能光伏并網系統高效科學的運行。在太陽能光 伏發電系統都有一個共同的特點，即使是在不同的系統中，都會有一個內 環結構來進行電流的控制。

3.3? 孤島效應檢測與保護技術分析

光伏并網發電系統，是通過各種不同類型相互完善，共同完成發電 的過程。在目前的發電市場上來看，主要通過發電系統與市電并聯來為 城市提供用電。如果電網出現意外狀況，比如出現供電中斷時，太陽能 光伏發電系統不能及時檢測，電力系統也不會因此受到影響，是一種比 較獨立的供電方式，這種現象也被稱為孤島效應。但如果沒有對意外進 行及時的檢測與改善，長期以來一定會供電系統帶來安全隱患，不管是 在安全上或者是供電的質量上，都存在著一定的威脅。因此，相關的工 作人員一定要做好保護措施，可以采用無功補償法、主動頻移法等進行 安全防護的保護措施。

4 加強太陽能光伏發電并網技術的對策

4.1? 加強對熱力太陽能并網研究

在目前的市場上看來，熱力系統比電力系統的成本要低得多，利用高 容量材料作為媒介，可以對系統進行改善，從而得到高性能系統來降低高 峰能源的需求，最后使系統傳遞出電能。此外，熱力太陽能可以提供優良 的動態頻率，使低電壓穿越功能得以正常使用。在這里的儲存裝備也可以 作為后備能源為其補充能源。因此，我們要加強熱力太陽能并網的研究， 將熱力系統的優勢在實踐中充分發揮。

4.2? 重視太陽能光伏并網的分析

太陽能光伏系統，利用能夠重復充電的蓄電池來儲存剩余的電能，再 將太陽能光伏模塊與電池連接，最后接上負荷。就可以得到一個簡單的太 陽能光伏發電設備，并且可以保障系統的正常運作，為負荷供電，增加系 統的使用壽命。同時太陽能電池可以收集太陽光，直接產生電流，為負荷 的設備供電，還可以安裝一個逆變器，將太陽能產生的直流電轉化可以輸 入電網的交流電。用戶們還可以將自己的意見反饋到電網公司，并針對自 己的需要，制定不同的組件單個使用，提高供電公司的供電功率。

總而言之，太陽能在光伏網絡中的應用是一種將太陽能轉化為電能的 新技術，它為未來的發展開辟了廣闊的前景。這項技術既保護環境免受污 染，又確保電力供應不間斷。隨著這項技術的發展和進步，在提高電網穩 定性、經濟性和環境保護方面的積極作用非常大。

參考文獻：

[1]袁雅迪.太陽能光伏發電的并網控制技術研究[D].中國礦業大學，2020.

[2]李文杰.太陽能光伏發電系統并網控制技術的研究[D].太原科技大學， 2012.

[3]吳麗紅.太陽能光伏發電及其并網控制技術的研究[D].華北電力大學， 2011.

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