電氣自動(dòng)化在太陽能光伏發(fā)電中的應(yīng)用研究

武寒旭

（延邊職業(yè)技術(shù)學(xué)院，吉林 延邊 133001）

開發(fā)綠色能源，實(shí)現(xiàn)綠色建設(shè)，是現(xiàn)階段國家發(fā)展的重要戰(zhàn)略目標(biāo)。光伏發(fā)電，是一種可再生的綠色清潔能源，能有效緩解我國在經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的能源匱乏問題［1］。簡單來說，光伏發(fā)電就是將太陽能轉(zhuǎn)化成電力，方便人們的生產(chǎn)生活。光伏發(fā)電與煤炭發(fā)電不同，光伏發(fā)電不會(huì)產(chǎn)生垃圾、有毒物，不會(huì)出現(xiàn)資源浪費(fèi)，且是取之不盡，用之不竭的。而電氣自動(dòng)化能夠有效提高太陽能利用效率，通過對(duì)電氣自動(dòng)化在太陽能光伏發(fā)電中的應(yīng)用研究，解決我國在資源配置方面遇到的各種問題。

1 電氣自動(dòng)化在太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用

1.1 在電力行業(yè)的應(yīng)用

工業(yè)作為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)的第一產(chǎn)業(yè)，電自動(dòng)化是工業(yè)發(fā)展中不可缺少的技術(shù)，特別是在電力行業(yè)。電力對(duì)國家發(fā)展的重要性不言而喻，電氣自動(dòng)化技術(shù)可以有效提高電力系統(tǒng)的運(yùn)行效率，可以有效減少工作人員的負(fù)擔(dān)，減少和預(yù)防電力生產(chǎn)事故的發(fā)生，全面提升電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性與安全性［2］。

1.2 電氣自動(dòng)化的控制方式

電氣自動(dòng)化技術(shù)除了被應(yīng)用于居民的生活中外，還被應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境保護(hù)、醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)及工業(yè)生產(chǎn)等領(lǐng)域，以及在社會(huì)基礎(chǔ)建設(shè)中也得到了廣泛使用，如供暖、監(jiān)控等。如今，電氣自動(dòng)化逐漸實(shí)現(xiàn)智能化發(fā)展，人們通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)家電和儀器的遠(yuǎn)程監(jiān)控，真正實(shí)現(xiàn)人工智能，減少人們的工作負(fù)擔(dān)。

1.3 在光伏建筑及光伏水泵系統(tǒng)方面的應(yīng)用

目前，電氣自動(dòng)化在光伏建筑和光伏水泵系統(tǒng)方面的應(yīng)用比較廣泛，尤其是在軟件控制方面的使用。在實(shí)踐中，不論是光伏發(fā)電站還是光伏水泵系統(tǒng)的監(jiān)控，必須對(duì)太陽能板的發(fā)電情況和工作情況進(jìn)行監(jiān)控，這不僅是為了保障設(shè)備的穩(wěn)定、安全運(yùn)行，還能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，防患于未然，減少意外的發(fā)生。為此，必須合理靈活地運(yùn)用監(jiān)控軟件和通信方式，常見的幾種通訊方式有串口、通用分組無線服務(wù)技術(shù)以及北斗無線通信。

1.4 在太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)直流逆變控制中的應(yīng)用

作為太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，其系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和參數(shù)是非常強(qiáng)大和復(fù)雜的，因?yàn)樵诩夹g(shù)和功能設(shè)計(jì)上，要利用發(fā)電系統(tǒng)，將太陽能在短時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)化成電能裝置。太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)中，主要包含了一些常見并重要的光伏電池組件、電力轉(zhuǎn)換裝置、蓄電池組及變壓器等，要保證這些組件能正常運(yùn)行，并對(duì)其工作情況進(jìn)行監(jiān)控和管理，就必須使用電氣自動(dòng)化技術(shù)。通過電氣自動(dòng)化技術(shù)，將直流光伏電能轉(zhuǎn)換為交流電能，在輸送到電網(wǎng)中，為社會(huì)提供電力支持。電氣自動(dòng)化在太陽能光伏發(fā)電中是一種不可缺少的技術(shù)，更是一項(xiàng)偉大的技術(shù)。

1.5 在太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中的應(yīng)用

現(xiàn)在光伏發(fā)電系統(tǒng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了智能化，會(huì)根據(jù)不同的需要采用不同的發(fā)電模式，這就要求電自動(dòng)化技術(shù)能判定出不同的發(fā)電類型。根據(jù)發(fā)電特點(diǎn)，合理分配和使用光伏發(fā)電系統(tǒng)運(yùn)行模式，減少在發(fā)電過程中給電網(wǎng)帶來的過大負(fù)荷和損壞。有了電氣自動(dòng)化技術(shù)，就可以對(duì)光伏發(fā)電系統(tǒng)中同期點(diǎn)兩側(cè)的電氣量進(jìn)行檢測，并分析和判斷所需的不同發(fā)電模式，根據(jù)彌補(bǔ)數(shù)據(jù)在傳輸過程中產(chǎn)生的時(shí)間差，對(duì)合閘頻率和時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行把控，有效減少系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，提高光伏發(fā)電效率［3］。

1.6 在太原能光伏發(fā)電系統(tǒng)無功補(bǔ)償控制中的應(yīng)用

光伏發(fā)電系統(tǒng)是一項(xiàng)高端技術(shù)，系統(tǒng)內(nèi)部的構(gòu)造和組成比較復(fù)雜，系統(tǒng)中常見的元器件通常是電子元器件，電子元器件的特點(diǎn)是在工作中會(huì)出現(xiàn)無功損耗及諧波，偶爾會(huì)出現(xiàn)電力不穩(wěn)定的情況，導(dǎo)致電壓不穩(wěn)，一直無法控制在高質(zhì)量發(fā)電范圍內(nèi)。但是，通過應(yīng)用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以判定無功的實(shí)際需求量，控制無功損耗，將其調(diào)整到正常范圍內(nèi)，并根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)的實(shí)際需求對(duì)無功進(jìn)行控制，有效緩解電壓不穩(wěn)的問題［4］。

1.7 在太原能光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備全壽命周期控制中的應(yīng)用

我國在太陽能光伏發(fā)電領(lǐng)域雖然已經(jīng)成為佼佼者，但由于起步晚，發(fā)展過于迅速等，光伏發(fā)電管理方面存在一些不足。例如，很多單位通常是在光伏發(fā)電出現(xiàn)問題時(shí)，才開始對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢修，這不僅會(huì)影響發(fā)電效率和質(zhì)量，還會(huì)給日常用電帶來問題。利用電自動(dòng)化技術(shù)，能夠及時(shí)預(yù)測和監(jiān)測出設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)，對(duì)其進(jìn)行全面監(jiān)控，以便檢修人員能及時(shí)制訂檢修計(jì)劃，延長設(shè)備的使用周期和使用質(zhì)量。

2 電氣自動(dòng)化在太陽能光伏發(fā)電中的應(yīng)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(jì)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(dòng)化在太陽能發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)大大減輕了人力工作負(fù)擔(dān)，對(duì)光伏發(fā)電全過程進(jìn)行監(jiān)控和管理，提高了發(fā)電效率［5］。

此外，從綠色環(huán)保的角度來看，光伏發(fā)電與風(fēng)力、水能發(fā)電一樣，作為可再生能源，對(duì)保護(hù)資源、環(huán)境帶來巨大的社會(huì)效益。

3 結(jié)語

為了給人們創(chuàng)造更好的生活，給社會(huì)生產(chǎn)帶來更大的效益，同時(shí)滿足國家發(fā)展綠色經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略目標(biāo)，利用太陽能光伏發(fā)電已成為必然趨勢。如何實(shí)現(xiàn)對(duì)太陽能光伏發(fā)電過程的監(jiān)控和管理，促進(jìn)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行，電氣自動(dòng)化成為不可或缺的技術(shù)。本文探索了電氣自動(dòng)化與太陽能光伏發(fā)電存在的密不可分的聯(lián)系，實(shí)踐證明，電氣自動(dòng)化可以推動(dòng)可再生能源的發(fā)展，也有利于生態(tài)環(huán)境的保護(hù)，促進(jìn)綠色產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。