電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用探析

竇立芒

摘 要：隨著科技的進步以及人們對環(huán)境保護認識的提高，可再生能源的應(yīng)用也成為社會關(guān)注的重點。就目前我國可再生能源的應(yīng)用情況來看，太陽能不僅使用廣泛，且十分方便。然而，目前太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域仍然有諸多的問題，而通過引入電氣自動化系統(tǒng)，則能夠有效解決太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域的問題，提高太陽能光伏發(fā)電的效率。基于此，文章就對電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用進行分析闡述。

關(guān)鍵詞：電氣自動化；太陽能光伏發(fā)電；新能源

在目前的社會發(fā)展中，為了響應(yīng)綠色生態(tài)的號召，可再生清潔能源的利用非常廣泛。而太陽能就是可清潔能源中具有代表性的一種。通過利用太陽能光伏發(fā)電，將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，有效緩解目前我國能源短缺的社會危機。相比較于化學(xué)燃料發(fā)電，太陽能光伏發(fā)電不僅能夠有效提高能源利用的效率，同時也避免了對周圍環(huán)境的污染。在當前全球可持續(xù)發(fā)展的大背景下，綠色能源和低碳生活的概念變得越來越重要。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)在西方發(fā)達國家得到了廣泛應(yīng)用，在我國也不例外。太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的成熟發(fā)展，為我國資源、能源的高效利用以及環(huán)境的本地發(fā)展提供了有力的支持。在當前資源與能源日益節(jié)約的大環(huán)境下，探究電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域中的應(yīng)用，提升資源與能源的利用效率，是當前社會長期穩(wěn)定發(fā)展的一個重要問題。

一、太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)概述

目前來看，我國太陽能資源非常豐富，并且取之不竭。作為清潔能源的一種，太陽能發(fā)電主要利用的是太陽能的光電作用，將太陽的反射和其他形式所產(chǎn)生的太陽輻射通過一定的科技轉(zhuǎn)化為電力，從而滿足當前社會電力運行和發(fā)展的需要。而當前我國太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)主要采用的是放電控制器、蓄電池、逆變器等技術(shù)，在應(yīng)用的過程中能夠有效地實現(xiàn)電力系統(tǒng)的平穩(wěn)切換，從而保證電力的穩(wěn)定供應(yīng)。

太陽能發(fā)電優(yōu)勢顯著，而在獲取方法上，考慮到不同地區(qū)太陽能資源的實際情況，也有三種不同的方法。第一種，光熱利用，使用成本低，使用方便快捷，但是對場景的使用范圍有一定的限制，因此并不利于電力的輸送。第二種，光熱效應(yīng)是指材料由于受到光的作用而發(fā)生的溫度變化，這種變化會導(dǎo)致物質(zhì)性質(zhì)的改變。而第三種，光化學(xué)轉(zhuǎn)化，是植物光合作用的體現(xiàn)。與其他能源相比較，太陽能作為一種清潔能源，是一種對環(huán)境友好的能源，它不會對環(huán)境產(chǎn)生任何污染，是一種純粹的環(huán)保能量。對目前我國來說，只要地區(qū)建筑沒有局限，幾乎任何區(qū)域都可以應(yīng)用太陽能資源，比如說可以在屋頂和車頂上修建太陽能發(fā)電站[1]。

二、太陽能光伏發(fā)電中電氣自動化的應(yīng)用措施

（一）電氣自動化在光伏發(fā)電無功補償控制中的應(yīng)用

由于光伏系統(tǒng)自身的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，因此在實際應(yīng)用的過程中，所采用的大部分結(jié)構(gòu)都是由電子部件所構(gòu)成的。而光伏發(fā)電系統(tǒng)在啟動時會出現(xiàn)大量的諧波，這使得系統(tǒng)的維護工作變得非常困難。尤其是在實際應(yīng)用時，由于電壓不足，會導(dǎo)致電壓過載，從而對光伏發(fā)電的效率和質(zhì)量造成不利的影響。此外，電子元件在啟用的過程中，如果沒有電力損耗，就會產(chǎn)生能量損耗。因此在生產(chǎn)實踐中，科學(xué)合理地利用電氣自動化技術(shù)是非常重要的。在這個過程中，電力自動化技術(shù)主要是為了確定電力系統(tǒng)的實際需求，并根據(jù)實際需求判斷是否處于合理的范圍中，以防電壓不穩(wěn)定，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行[2]。

（二）電氣自動化在光伏建筑和光伏泵系統(tǒng)里的應(yīng)用

隨著我國科技和電氣應(yīng)用的發(fā)展，自動化產(chǎn)品無論在數(shù)量還是質(zhì)量上都有所進步。也正因此，電氣自動化在光伏建筑和光伏發(fā)電系統(tǒng)中有著廣泛的應(yīng)用。而結(jié)合實際應(yīng)用情況來看，在對這些產(chǎn)品進行應(yīng)用分析時，要尤其重視監(jiān)控軟件的具體應(yīng)用效果。這主要是與光伏電站和光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能有關(guān)。無論是光伏電站還是光伏發(fā)電系統(tǒng)，在應(yīng)用的過程中都需要消耗大量的電能。當前部分地區(qū)在應(yīng)用的過程中，為了保障用電的穩(wěn)定，將這兩個系統(tǒng)進行單獨用電，但這也消耗了更多的電力資源，從而達不到應(yīng)用的目的。因此在這種情況下，電氣自動化檢測監(jiān)控系統(tǒng)的應(yīng)用，可以對光伏發(fā)電的電力資源的消耗進行監(jiān)測，一旦超過了監(jiān)測電量的上限，立即采取相關(guān)措施，比如說在這個階段常用的通信方法串口等[3]。

（三）電氣自動化在光伏發(fā)電直流逆變中的應(yīng)用

利用光電技術(shù)，可以將太陽能轉(zhuǎn)變成光能，從而對資源進行更有效地利用。然而這個過程卻必須依賴復(fù)雜的結(jié)構(gòu)和精密的參數(shù)。在人類利用太陽能發(fā)電應(yīng)用的早期，當時的人們只能利用直流電。而從社會用電的角度來看，交流電更能滿足現(xiàn)實應(yīng)用的需要，所以必須對其進行轉(zhuǎn)變。電氣自動化在太陽能光伏系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，自動控制技術(shù)的應(yīng)用是交流轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵技術(shù)，尤其是對光伏陣列、充放電控制器、電池、逆變器等進行電力自動化的控制。通過這種方式，無需電力自動化技術(shù)的支持，太陽能發(fā)電所產(chǎn)生的能源就會源源不斷地流入電網(wǎng)中，進行更好地轉(zhuǎn)化利用。

（四）電氣自動化在光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備全生命周期控制上的應(yīng)用

太陽能光伏發(fā)電裝置的應(yīng)用壽命與其運行和維修有極大的關(guān)系。以目前我國國內(nèi)的光伏發(fā)電狀況來看，往往是在設(shè)備出現(xiàn)故障后，才會對設(shè)備情況進行有針對性地維修。但這樣不僅會影響到系統(tǒng)的穩(wěn)定運行，還會損害設(shè)備的使用壽命。因此為了有效地反饋、發(fā)現(xiàn)和預(yù)測設(shè)備出現(xiàn)的問題，就必須對設(shè)備的使用進行全方位的質(zhì)檢。目前隨著我國科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，我國也已經(jīng)成為太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域中的領(lǐng)導(dǎo)者。然而隨處可見的大規(guī)模的光伏并網(wǎng)電站在運行管理上卻出現(xiàn)了許多嚴重的問題。舉一個例子，當光伏發(fā)電發(fā)生問題時，就要立即組織相關(guān)機組對相關(guān)設(shè)備進行維護。而一旦進入了維護環(huán)節(jié)，不但會影響發(fā)電效率和經(jīng)濟效益，同樣也會增加電網(wǎng)系統(tǒng)電源的不穩(wěn)定性。因此，要想科學(xué)有效地運用電氣自動化技術(shù)，就要做好對光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備全生命周期的控制和監(jiān)督工作。而除了上述的應(yīng)用之外，要做好電氣自動化在太陽能光伏領(lǐng)域的應(yīng)用也需要維修人員根據(jù)不同監(jiān)控設(shè)備運行的實際情況，建立有針對性的維修計劃，從而進一步提升設(shè)備的生命周期和使用質(zhì)量。考慮到電氣自動化控制系統(tǒng)應(yīng)用的實際要求，也可以引入無功功率特定需求，通過精確判斷，對各項使用功率進行嚴格控制，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

三、結(jié)束語

在未來我國社會能源應(yīng)用中，太陽能是一種非常重要的清潔能源，可以通過技術(shù)的應(yīng)用，實現(xiàn)太陽能和電能的轉(zhuǎn)化。而考慮到目前電力系統(tǒng)中電力控制技術(shù)應(yīng)用的廣泛性，可以將電力自動化引入太陽能光伏發(fā)電中，實現(xiàn)高效率的電力保障。現(xiàn)如今，電氣自動化設(shè)備在太陽能發(fā)電領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用，既提升了電能轉(zhuǎn)化的運行效率，也推動了太陽能發(fā)電行業(yè)的快速發(fā)展。

參考文獻：

[1]湯森塏，朱展翔.電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電中的運用研究[J].電氣技術(shù)與經(jīng)濟，2022（04）：39-41.

[2]耿磊，白俊平. 探究電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電中的應(yīng)用[J]. 數(shù)碼設(shè)計（上），2021，10（2）：84-85.

[3]唐世偉.電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電中的應(yīng)用研究[J].產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新研究，2022（10）：160-161.