電氣自動(dòng)化在太陽(yáng)能光伏發(fā)電中的應(yīng)用

吳亞輝 溫世偉

【摘?要】在社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，雖然有很多領(lǐng)域有理想的發(fā)展趨勢(shì)，但是資源和能源的極度損耗和過(guò)度消耗使得中國(guó)的不可再生能源稀缺。然而，與一次性不可再生能源相比，太陽(yáng)能的使用可以避免不可再生資源和環(huán)境污染之間的差距。太陽(yáng)能資源在當(dāng)前中國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中發(fā)揮著非常積極的作用?？梢哉f(shuō)，太陽(yáng)能的使用不僅改變了人們過(guò)去的生活，也使社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展速度加快，但它仍能給人們現(xiàn)在的生活帶來(lái)非常積極的影響，此外，它還能使社會(huì)經(jīng)濟(jì)保持持續(xù)快速的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】電氣自動(dòng)化;光伏發(fā)電;太陽(yáng)能;應(yīng)用分析

引言

近年來(lái)，電氣自動(dòng)化技術(shù)在許多領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。同時(shí)，僅在今年，隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和不斷進(jìn)步，我國(guó)電氣自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展已經(jīng)非常成熟。同時(shí)，我們致力于將這項(xiàng)技術(shù)更廣泛地應(yīng)用于太陽(yáng)能光伏發(fā)電。這種方式的使用不僅使人們滿(mǎn)足了日常需求，而且促進(jìn)了這一技術(shù)的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。

一、電氣自動(dòng)化在太陽(yáng)能光伏發(fā)電中的應(yīng)用趨勢(shì)

雖然我國(guó)土地資源豐富，但在過(guò)去，在我國(guó)電氣自動(dòng)化不斷發(fā)展的過(guò)程中，許多不可再生資源逐漸被常用資源耗盡。目前，資源和能源問(wèn)題已逐漸成為制約中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人民生活水平的核心因素。此外，還大大減輕了勞動(dòng)負(fù)擔(dān)，有效地監(jiān)控和管理了光伏發(fā)電的全過(guò)程，不僅提高了發(fā)電效率。另外，從環(huán)保發(fā)展的角度來(lái)看，光伏發(fā)電，如風(fēng)力發(fā)電和水力發(fā)電，作為一種可再生能源，已經(jīng)為資源和環(huán)境產(chǎn)生了很多社會(huì)效益。

二、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的原理

（一）太陽(yáng)能光伏發(fā)電的基本原理

太陽(yáng)能光伏發(fā)電的基本原理是太陽(yáng)能電池本身具有光伏效應(yīng)，可以將散射輻射、反射輻射和直接輻射等多種不同形式的太陽(yáng)輻射轉(zhuǎn)化為電能，并通過(guò)這種形式滿(mǎn)足電力需求。太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)的主要組成部分是充放電控制器、蓄電池、逆變器和電池模塊，以及監(jiān)控儀表等儲(chǔ)能和輔助發(fā)電設(shè)備。

（二）太陽(yáng)能光伏發(fā)電的特性

太陽(yáng)能光伏發(fā)電有很多優(yōu)點(diǎn)：（1）太陽(yáng)能主要來(lái)自人類(lèi)生活的太陽(yáng)，所以這種能量不會(huì)耗盡，所以當(dāng)前能源市場(chǎng)的變化不會(huì)對(duì)當(dāng)前的太陽(yáng)能光伏發(fā)電產(chǎn)生負(fù)面影響。（2）由于太陽(yáng)能主要來(lái)源于太陽(yáng)，世界上每個(gè)地區(qū)都可以因該地區(qū)的運(yùn)行而獲得照明，因此太陽(yáng)能的使用不會(huì)受到該地區(qū)的影響或限制，電能實(shí)際傳輸所造成的損失也可以通過(guò)發(fā)電過(guò)程中使用燃料的成本來(lái)補(bǔ)充。（3）目前，太陽(yáng)能光伏發(fā)電點(diǎn)大部分時(shí)間處于靜止?fàn)顟B(tài)，沒(méi)有運(yùn)動(dòng)部件，因此設(shè)備目前的使用壽命將會(huì)延長(zhǎng)，維護(hù)相對(duì)簡(jiǎn)單。

三、太陽(yáng)能光伏發(fā)電中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用措施

（一）電氣自動(dòng)化在電力行業(yè)中的應(yīng)用

現(xiàn)代社會(huì)的電氣工程在電氣工程實(shí)際施工時(shí)，有必要采用科學(xué)合理的形式來(lái)有效地運(yùn)用電氣自動(dòng)化技術(shù)，這不僅可以有效地降低相關(guān)人員的工作強(qiáng)度，還可以防止人為因素造成的故障。在合理提高電力系統(tǒng)安全性和穩(wěn)定性的過(guò)程中，電氣工程運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性可以大大提高。

（二）電氣自動(dòng)化的相關(guān)控制方法

在建設(shè)和特殊使用過(guò)程中，電氣自動(dòng)化系統(tǒng)因其優(yōu)越的性能被廣泛應(yīng)用于許多領(lǐng)域，如公寓樓或購(gòu)物中心。這部分生活場(chǎng)所和電氣自動(dòng)化系統(tǒng)開(kāi)始變得不可分割。此外，該系統(tǒng)開(kāi)始廣泛應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境保護(hù)，也廣泛應(yīng)用于醫(yī)療衛(wèi)生相關(guān)行業(yè)。該系統(tǒng)能充分發(fā)揮其在供暖和照明中的作用和價(jià)值，這是該系統(tǒng)被廣泛使用的主要原因。當(dāng)電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)踐中使用時(shí)，人們可以利用遙控器合理地控制家用電器，同時(shí)也可以控制員工自己的工作量和工作壓力。

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

如今，光伏發(fā)電系統(tǒng)開(kāi)始向智能化方向發(fā)展，根據(jù)其需求和用途，發(fā)電方式也有所不同。這需要電氣自動(dòng)化技術(shù)來(lái)確認(rèn)發(fā)電類(lèi)型的差異。同時(shí)，有必要根據(jù)當(dāng)前發(fā)電的現(xiàn)有特點(diǎn)設(shè)計(jì)光伏發(fā)電系統(tǒng)的運(yùn)行形式，以使實(shí)際發(fā)電過(guò)程中給電網(wǎng)帶來(lái)的較大負(fù)荷和損耗最小化。此外，在進(jìn)行電氣自動(dòng)化技術(shù)時(shí)，還可以檢測(cè)光伏發(fā)電系統(tǒng)中同步點(diǎn)和同步側(cè)的電量，并根據(jù)補(bǔ)償數(shù)據(jù)的時(shí)間差分析判斷所需的發(fā)電方式。傳輸和關(guān)閉頻率和控制時(shí)間點(diǎn)可以有效降低系統(tǒng)負(fù)擔(dān)，提高光伏發(fā)電效率。

（四）電氣自動(dòng)化在光伏建筑和光伏泵系統(tǒng)里的有效應(yīng)用

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)通常用于光伏建筑和光伏水泵系統(tǒng)。隨著現(xiàn)代社會(huì)的不斷快速發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，自動(dòng)化產(chǎn)品在數(shù)量和種類(lèi)上都在不斷提高。然而，在這些子產(chǎn)品中，有必要高度重視監(jiān)控軟件在實(shí)踐中的有效使用。無(wú)論是光伏電站還是光伏水泵系統(tǒng)，在這些系統(tǒng)的實(shí)際使用中都會(huì)消耗大量的電能。如果單獨(dú)用電，它將消耗更多的電力資源。但是，如果合理利用太陽(yáng)能光伏發(fā)電，不僅可以快速高效地檢測(cè)光伏發(fā)電，還可以根據(jù)具體情況合理地控制監(jiān)控軟件。此階段常用的通信方法包括串口等。

（五）在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)直流變頻控制過(guò)程中的應(yīng)用

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)在實(shí)際使用時(shí)，需要根據(jù)實(shí)際情況使用太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)，不僅可以將太陽(yáng)能直接轉(zhuǎn)換成可以在短時(shí)間內(nèi)使用的電能。如果簡(jiǎn)單分析光伏系統(tǒng)與電網(wǎng)的關(guān)系，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以應(yīng)用于兩個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，即光伏系統(tǒng)和并網(wǎng)系統(tǒng)。還會(huì)有一些分散的組件，如光伏組件、功率轉(zhuǎn)換器件等。在對(duì)上述部分部件和裝置的有效控制中，電氣自動(dòng)化控制技術(shù)得到了科學(xué)合理的應(yīng)用。這不僅有利于將DC光伏能量轉(zhuǎn)換成交流功率，而且可以順利地傳遞轉(zhuǎn)換后的電流，為其提供良好的能量供應(yīng)。

（六）在太原能光伏發(fā)電系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償控制過(guò)程中的應(yīng)用

光伏發(fā)電系統(tǒng)本身就是一項(xiàng)非常高端的技術(shù)。在電源發(fā)展不穩(wěn)定的情況下，電壓不穩(wěn)定在高質(zhì)量發(fā)電中沒(méi)有得到合理可行的控制。然而，通過(guò)使用電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)，可以確定無(wú)功功率的具體要求，并且可以控制無(wú)功功率損耗，從而可以將其調(diào)整到穩(wěn)定的范圍，并且可以根據(jù)光伏發(fā)電的具體要求來(lái)控制無(wú)功功率系統(tǒng)，從而可以減輕電壓不穩(wěn)定等問(wèn)題。

（七）光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)備其全生命周期控制上的應(yīng)用

雖然目前我國(guó)已經(jīng)成為太陽(yáng)能光伏發(fā)電領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者，但由于起步較晚，發(fā)展較快，光伏發(fā)電管理存在諸多不足。例如，當(dāng)光伏發(fā)電出現(xiàn)問(wèn)題時(shí)，許多機(jī)組通常開(kāi)始完成相關(guān)設(shè)備的維護(hù)。這不僅會(huì)影響發(fā)電效率和質(zhì)量，還會(huì)降低耗電量。通過(guò)合理快速地使用電氣自動(dòng)化技術(shù)，可以非常有效地監(jiān)控設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行狀態(tài)。同時(shí)，對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面合理的監(jiān)控，使維修人員能夠及時(shí)制定維修計(jì)劃，提高設(shè)備的生命周期和質(zhì)量。當(dāng)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)有效使用時(shí)，可以有效判斷是否是無(wú)功功率的特定需求，從而有效控制無(wú)功功率損耗并將其調(diào)整到穩(wěn)定范圍。此外，還可以根據(jù)光伏發(fā)電系統(tǒng)本身提出的具體要求來(lái)達(dá)到控制無(wú)功功率的目的，最終使不穩(wěn)定的電壓狀況得到持續(xù)快速的緩解。

結(jié)束語(yǔ)

光伏發(fā)電就是將太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，方便人們的生產(chǎn)和生活。光伏發(fā)電不同于燃煤發(fā)電。光伏發(fā)電不會(huì)產(chǎn)生垃圾、有毒物質(zhì)和資源浪費(fèi)，取之不盡，用之不竭。電氣自動(dòng)化可以有效提高太陽(yáng)能利用效率。通過(guò)研究電氣自動(dòng)化在太陽(yáng)能光伏發(fā)電中的應(yīng)用，可以解決我國(guó)資源配置中的各種問(wèn)題。

參考文獻(xiàn)：

[1]電氣自動(dòng)化在太陽(yáng)能光伏發(fā)電中的應(yīng)用研究[J].張逸飛.現(xiàn)代物業(yè)（中旬刊）.2020（07）

[2]太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)用技術(shù)[J].趙元芳.電子技術(shù)與軟件工程.2019（11）

（作者單位：河南工學(xué)院電氣工程與自動(dòng)化學(xué)院）