光伏系統(tǒng)發(fā)電效率提升方法研究

張浩偉 趙智

【摘?要】科學技術(shù)的發(fā)展迅速，我國的各行各業(yè)發(fā)展也有了創(chuàng)新。風力發(fā)電和光伏發(fā)電都是利用可再生清潔能源進行發(fā)電的方式，對于緩解我國環(huán)境和資源問題具有十分重要的作用。但是，這兩種新能源發(fā)電方式在實現(xiàn)并網(wǎng)以后，實際運行和調(diào)度過程中難免會存在一些問題?；诖?，需要認真研究風力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)的特點與現(xiàn)狀，聯(lián)系實際分析并網(wǎng)運行中存在的問題，運用新知識、技術(shù)解決，確保風力發(fā)電和光伏發(fā)電技術(shù)能為電力事業(yè)整體發(fā)展提供可靠保障。

【關(guān)鍵詞】光伏系統(tǒng);發(fā)電效率;提升方法研究

引言

作為工業(yè)和人口大國，我國對能源的需求只增不減。為保障工業(yè)正常運轉(zhuǎn)，滿足人民生活需求，新能源光伏發(fā)電應運而生。新能源光伏發(fā)電不僅補充完善了電力行業(yè)建設，還緩解了能源供應緊張，避免了對生態(tài)環(huán)境的污染和破壞，極大促進了新能源的開發(fā)和利用。

1風力發(fā)電與光伏發(fā)電并網(wǎng)的特點和現(xiàn)狀

1.1并網(wǎng)風力發(fā)電特點和現(xiàn)狀

并網(wǎng)型風力發(fā)電指的是將風力發(fā)電系統(tǒng)和市政電網(wǎng)實現(xiàn)并網(wǎng)以后，在市政電網(wǎng)發(fā)電的基礎上利用風能這種可再生清潔能源作為電力系統(tǒng)供電的一種補充。利用風能這種清潔能源，可降低對周圍環(huán)境的污染。風能可實現(xiàn)循環(huán)利用，提高了資源的利用率，降低對不可再生能源的消耗。但是，該發(fā)電形式在實現(xiàn)和市政電網(wǎng)并網(wǎng)以后，受風力資源自身特點的限制，比如，風速的不穩(wěn)定使得監(jiān)管部門無法及時獲取風力資源變化信息，加上技術(shù)不夠成熟不能提前儲存大量風力資源，就會在需要用電時影響風力發(fā)電的效果和電網(wǎng)的正常運行。未來對于并網(wǎng)型的風力發(fā)電有很好的前景，需進一步加大對風力發(fā)電及其并網(wǎng)的投入和研究。

1.2并網(wǎng)光伏發(fā)電特點和現(xiàn)狀

并網(wǎng)型光伏發(fā)電指的是將太陽能光伏發(fā)電與電力系統(tǒng)連接起來組成并網(wǎng)型發(fā)電系統(tǒng)，可以為電力系統(tǒng)提供無功和有功功率，實現(xiàn)光熱資源向電能資源的轉(zhuǎn)換，并利用變壓器將變成和電網(wǎng)相一致的電壓，使得電能在電網(wǎng)中正常傳送。光伏發(fā)電不需要蓄電池，就減少了資源的消耗和對環(huán)境的污染，同時，可實時供電，運行也更加安全和環(huán)保，且操作起來簡便，具有很高的經(jīng)濟和社會效益。但光伏發(fā)電同樣會受到環(huán)境和技術(shù)因素的影響，在未來還需加大資金方面的投入，加大技術(shù)研究。

2光伏發(fā)電站項目建設注意事項

2.1創(chuàng)新項目設計協(xié)調(diào)工作

光伏發(fā)電項目大多建設在地形廣闊、人煙稀少的地區(qū)，某些地區(qū)的地表已發(fā)生一定程度的變形和破壞，地面沉降下陷嚴重，地理環(huán)境惡劣。在該地區(qū)建設光伏發(fā)電站基礎設施的技術(shù)難度較大，在掩埋電纜和修建升壓房時會受到地質(zhì)條件制約。如果按常規(guī)方法修建基礎設施，使用普通支架作為支撐設備，會有一定的危險性，無法保證光伏發(fā)電站的安全正常運作。要創(chuàng)新安裝方式，使用箱變現(xiàn)澆、短支架來安裝設備，把地質(zhì)條件對基建造成的不利影響降到最低。為選取合適的發(fā)電站建設基地，需要參與部門各司其職，明確分工，做好溝通和協(xié)調(diào)工作，不斷完善設計方案，盡量不再人員聚集區(qū)修建，避免對當?shù)鼐用裾Ｉ钤斐捎绊憽?/p>

2.2引進技術(shù)控制質(zhì)量風險

光伏發(fā)電項目需要高水平的技術(shù)支持，項目難度較大，任務繁重。我國當前光伏發(fā)電技術(shù)發(fā)展還停留在初級階段，應大力引進前沿的先進技術(shù)，為項目的設備優(yōu)化和整體建設提供強有力的技術(shù)保障。如使用全自動監(jiān)測系統(tǒng)，減少人力監(jiān)測造成的疏漏和誤差，提升監(jiān)測的精確程度;配備非晶體合金的變壓器，減少設備損耗，延長使用周期;采用直流拉弧狀智能檢測匯流箱，增強檢測設備的運轉(zhuǎn)效率;使用330W的多晶硅光伏組件，其轉(zhuǎn)換的效率高達17%，逆變器效率最高時可達到99%，大大節(jié)省了設備不必要的能量損耗，將更多太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能。先進技術(shù)從引進到落地需要一個較長的磨合期，以確保技術(shù)能夠在光伏發(fā)電項目中正常發(fā)揮作用。所以在引進前要進行全面詳細的調(diào)查論證，與傳統(tǒng)技術(shù)作比較并分析長處和不足，確保技術(shù)的科學性、先進性和適用性。嚴格把控技術(shù)數(shù)據(jù)的使用和管理，及時收集數(shù)據(jù)做采樣分析，合理利用技術(shù)，不能濫用、錯用技術(shù)，降低技術(shù)本身具有的風險性。

3風力發(fā)電與光伏發(fā)電并網(wǎng)解決措施

3.1探究有效的新型配電系統(tǒng)

從配電系統(tǒng)發(fā)展完善方面來看，應根據(jù)風力發(fā)電和光伏發(fā)電并網(wǎng)后的運行特點探究更加有效的新型配電系統(tǒng)，加強理論研究的同時，還要實地考察風力發(fā)電與光伏發(fā)電電源位置和方向，研究兩者的容量、并網(wǎng)方式是否科學合理，或減少因為容量過大或并網(wǎng)連接不合理而引起的電壓諧波和電壓波動問題。在未來，應合理規(guī)劃并網(wǎng)電力系統(tǒng)，以確保風力發(fā)電與光伏發(fā)電并網(wǎng)后電力系統(tǒng)運行的安全可靠。

3.2完善光伏和風力發(fā)電系統(tǒng)

在光伏發(fā)電系統(tǒng)和風力發(fā)電系統(tǒng)并入到市政電網(wǎng)以后，由于改變了原有電力系統(tǒng)運行特征，所以在實際運行中容易出現(xiàn)故障問題，且這些故障大部分是電氣量方面的故障，是因為風力發(fā)電系統(tǒng)和光伏發(fā)電系統(tǒng)電容量過大引起的。但因為風力發(fā)電和光伏發(fā)電本身具有較強的不確定性和不可控性，導致這些故障也變得更加復雜好多變，給電網(wǎng)運行檢測工作帶來很大的困難，影響電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。這時，就需要電力企業(yè)結(jié)合電網(wǎng)實際情況加強對相應并網(wǎng)系統(tǒng)保護方式的研究，并采用新的科學技術(shù)使光伏和風力發(fā)電系統(tǒng)得到完善。對于風力發(fā)電系統(tǒng)而言，應該集中化投產(chǎn)，將風電項目設置在風力資源豐富的區(qū)域，但是，離電負荷中心距離較遠，輸電線路建設較長，且受到通道斷面的限制。需要重新科學合理地規(guī)劃與設計整個電力系統(tǒng)，使風力發(fā)電機組并網(wǎng)中減少次同步振蕩的問題，可以有效避免對風電機組設備的損壞，避免對整個電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性產(chǎn)生嚴重的影響。

3.3加大對并網(wǎng)孤島效應的檢測力度

在并網(wǎng)逆變器負載影響下，并網(wǎng)時可能出現(xiàn)斷電發(fā)生的反向輸出電壓頻率，這時，逆變器輸出頻率出現(xiàn)較大誤差，長此以往就會出現(xiàn)孤島效應。為此，應以逆變器輸出頻率為基礎，利用檢測設備檢測頻率偏移情況并將檢測的結(jié)果及時發(fā)送到值班人員以便及時處理。在電網(wǎng)正常運行時，應發(fā)揮并網(wǎng)中逆變器的作用，使公共電網(wǎng)輸出電流頻率和并網(wǎng)系統(tǒng)保持一致，但剛出現(xiàn)較大相位差時，應及時對兩者的差距進行檢測，掌握電壓電流的變化情況，分析并網(wǎng)系統(tǒng)中是否存在孤島效應。該檢測方式操作簡便且能直觀了解問題所在，應用度更高。

結(jié)語

當光伏發(fā)電接入配電網(wǎng)時會產(chǎn)生電壓提升，并且接入位置、接入容量均為產(chǎn)生電壓提升的影響因素。

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（作者單位：河南工學院電氣工程與自動化學院）