太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用分析

賀金山　李雪

摘 要：隨著社會與科技的進步，工、農(nóng)、商、旅乃至科技全產(chǎn)業(yè)鏈飛速發(fā)展，在提高區(qū)域經(jīng)濟造血能力的同時，所消耗的能源也是十分巨大的。與此同時，由于很多非可再生資源在相當長的一段時間內(nèi)是無法更新的，假如一味追求眼前的利益，至生態(tài)環(huán)境于不顧，必然會引起能源枯竭，與我國的可持續(xù)發(fā)展觀背道而馳。而太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的出現(xiàn)，掀起了新式循環(huán)型能源的熱潮，對于滿足社會能源需求，發(fā)展綠色產(chǎn)業(yè)，加強生態(tài)環(huán)境建設(shè)等有著重要的現(xiàn)實意義。

關(guān)鍵詞：太陽能;光伏發(fā)電;并網(wǎng)技術(shù);應(yīng)用分析

1 概述

太陽能是一種新型的清潔型、可再生資源，在光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)中得到了廣泛應(yīng)用。所謂太陽能光伏發(fā)電就是利用光伏板實現(xiàn)太陽能到電能的轉(zhuǎn)化，從而為社會經(jīng)濟發(fā)展提供可靠的能源保障。隨著太陽能發(fā)電技術(shù)的不斷成熟發(fā)展，其運行方式更迭變化，如獨立運行、并網(wǎng)運行等等，逐漸成為我國電力產(chǎn)業(yè)發(fā)展的中堅力量。太陽能光伏并網(wǎng)發(fā)電在滿足電力供應(yīng)需求的同時，還具有較高的經(jīng)濟性與環(huán)保性。不僅可以減少發(fā)電機的使用數(shù)量，同時還能節(jié)能減排，削弱對生態(tài)環(huán)境的破壞程度。特別是在光照充足的區(qū)域，還可以事先對太陽能的狀態(tài)進行預判，進一步提高能源利用效率。

2 應(yīng)用分析

2.1 系統(tǒng)

太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)由多個子系統(tǒng)組成，如直流配電、光伏模塊以及逆變并網(wǎng)等等。其中，逆變并網(wǎng)最為重要，其工作原理如下：將三相交流電傳輸?shù)缴龎鹤儔浩髟O(shè)備→太陽能并網(wǎng)轉(zhuǎn)化電能與電網(wǎng)系統(tǒng)耦合→進一步延伸太陽能的應(yīng)用范圍。

2.2 設(shè)備

太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)運行的核心在于主設(shè)備。以并網(wǎng)逆變器為例，在選擇設(shè)備時，不僅要考量容量指標，還需要根據(jù)太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)的具體情況，確保并網(wǎng)逆變器符合并網(wǎng)需求，以便實現(xiàn)工作效率最大化。在并網(wǎng)逆變器的使用過程中，還應(yīng)對直流配電進行有效監(jiān)管，一方面降低并網(wǎng)逆變器的安全風險;另一方面在并網(wǎng)逆變器與太陽能光伏電池組件的銜接，分散光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)后，能夠獨立運行，提高光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

2.3 升壓系統(tǒng)

光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)由太陽能轉(zhuǎn)化的電能的額定電壓為380V，需要通過升壓處理，才符合電網(wǎng)的并網(wǎng)要求。升壓系統(tǒng)在光伏發(fā)電并網(wǎng)的應(yīng)用過程中，升壓變壓器的選擇應(yīng)視光伏發(fā)電系統(tǒng)的實際需電量而定。比如說箱型干式變壓器，具有維護升壓系統(tǒng)穩(wěn)定運行的作用。應(yīng)用于光伏發(fā)電站的升壓變電站通常為兩層結(jié)構(gòu)：上層為逆變室，控制逆變器運行風險;下層為配電室，用于提高高/低壓進線柜配置的合理性，利用計算機監(jiān)控系統(tǒng)實時監(jiān)控升壓變電站的運行情況，同時結(jié)合逆變室，提升太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的經(jīng)濟效能。

2.4 保護措施

實際運行過程中，高溫因素會對太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)造成干擾，增加跳閘風險。特別是對于高、低壓開關(guān)柜而言，過電流或者過電壓現(xiàn)象的發(fā)生，會對設(shè)備造成嚴重損壞。因此，在太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)，應(yīng)配置繼電保護裝置以及安全自動反事故措施，對并網(wǎng)系統(tǒng)實行全面監(jiān)控，避免組件損壞。還是以并網(wǎng)逆變器為例，其自動保護措施應(yīng)在過載、孤島等現(xiàn)象出現(xiàn)時，進行自動化脫離，保證光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)得以安全運行。

2.5 防雷系統(tǒng)

防雷系統(tǒng)，顧名思義，主要用于避免雷擊問題。太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)在遭受雷擊后，組件損傷面積較大，給維修帶來一定難度。因此，應(yīng)全面貫徹防雷規(guī)范，實現(xiàn)接地標準化。比如說，在變電站的屋頂，安裝避雷措施，有效避免雷擊對并網(wǎng)系統(tǒng)造成的嚴重破壞。避雷帶是應(yīng)用較為廣泛的避雷裝置之一，在安裝過程中，通常采用環(huán)形安裝，并對引下線進行獨立設(shè)計，以提高發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中電氣設(shè)備接地的科學性。對于變壓器這類設(shè)備，應(yīng)執(zhí)行外殼接地方式，從部分到整體，充分發(fā)揮防雷系統(tǒng)的作用，為光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用提供安全保障的同時，進一步提高太陽能的轉(zhuǎn)換效率。

3 未來展望

太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的市場潛力巨大，但是由于受環(huán)境以及地域因素影響，其推廣應(yīng)用效果還有一定上升空間。雖然在一些區(qū)域能夠成熟應(yīng)用，但與供電系統(tǒng)之間的匹配上仍存在一些問題。相關(guān)人員應(yīng)將太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用的重點放在以下兩個方面：其一，提高資源使用效率。要以用戶用電需求為基礎(chǔ)，合理拓展太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用范圍，在確保太陽能能夠穩(wěn)定供應(yīng)的前提下，研究如何進一步提升光伏組件的能量轉(zhuǎn)換效率;其二，維護電能環(huán)境，避免諧波以及動態(tài)干擾。逆變器在轉(zhuǎn)換太陽能為電能的過程中會產(chǎn)生大量諧波，加大并網(wǎng)系統(tǒng)的電壓畸變率，影響供電安全性以及發(fā)電穩(wěn)定性。因此，要采取有效措施，保護并網(wǎng)系統(tǒng)的清潔度，加強諧波檢測排查，從而提高電網(wǎng)穩(wěn)定性，推動太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)向優(yōu)質(zhì)化、規(guī)范化發(fā)展。

隨著新型節(jié)能材料以人工太陽能技術(shù)的不斷進步，太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用前景一片大好。相關(guān)企業(yè)以及主管部門應(yīng)致力于相關(guān)發(fā)電設(shè)備的優(yōu)化升級，加大科研投資，拓展該技術(shù)的應(yīng)用領(lǐng)域，減少不可再生資源的消耗，為社會發(fā)展以及居民生活提供綠色、高效、安全的能源供給，實現(xiàn)經(jīng)濟與生態(tài)環(huán)境保護協(xié)調(diào)發(fā)展。

4 結(jié)語

社會在發(fā)展，時代在進步，人們對于電能的需求量也在與日俱增。太陽能作為一種清潔型新能源，其在光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)中的應(yīng)用，對于緩解電力供應(yīng)壓力，保護生態(tài)環(huán)境等方面具有重要的現(xiàn)實意義。雖然自然環(huán)境以及技術(shù)因素會對太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)造成一定影響，但是隨著該項技術(shù)的不斷發(fā)展與進步，在提高供電系統(tǒng)的穩(wěn)定性、經(jīng)濟性以及環(huán)保性等方面的積極意義是毋庸置疑的。相關(guān)人員應(yīng)進一步加大研究力度，保證太陽能的穩(wěn)定供給，加強對電壓、電流的控制，延長供電、輸電設(shè)備的使用壽命，提高供電系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性，促進并網(wǎng)系統(tǒng)的能源轉(zhuǎn)換效益提升，為社會可持續(xù)發(fā)展保駕護航。

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