電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電領域的應用探析

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，可再生能源的應用也成為社會關注的重點。就目前我國可再生能源的應用情況來看，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)電領域的問題，提高太陽能光伏發(fā)電的效率?；诖?，文章就對電氣自動化在太陽能光伏發(fā)電領域的應用進行分析闡述。

關鍵詞：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)電技術在西方發(fā)達國家得到了廣泛應用，在我國也不例外。太陽能光伏發(fā)電技術的成熟發(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)電領域中的應用，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生的太陽輻射通過一定的科技轉化為電力，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，在應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。

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，這種變化會導致物質性質的改變。而第三種，光化學轉化，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用措施

（一）電氣自動化在光伏發(fā)電無功補償控制中的應用

由于光伏系統(tǒng)自身的結構比較復雜，因此在實際應用的過程中，所采用的大部分結構都是由電子部件所構成的。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。尤其是在實際應用時，由于電壓不足，會導致電壓過載，從而對光伏發(fā)電的效率和質量造成不利的影響。此外，電子元件在啟用的過程中，如果沒有電力損耗，就會產生能量損耗。因此在生產實踐中，科學合理地利用電氣自動化技術是非常重要的。在這個過程中，電力自動化技術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)里的應用

隨著我國科技和電氣應用的發(fā)展，自動化產品無論在數(shù)量還是質量上都有所進步。也正因此，電氣自動化在光伏建筑和光伏發(fā)電系統(tǒng)中有著廣泛的應用。而結合實際應用情況來看，在對這些產品進行應用分析時，要尤其重視監(jiān)控軟件的具體應用效果。這主要是與光伏電站和光伏發(fā)電系統(tǒng)的性能有關。無論是光伏電站還是光伏發(fā)電系統(tǒng)，在應用的過程中都需要消耗大量的電能。當前部分地區(qū)在應用的過程中，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)電直流逆變中的應用

利用光電技術，可以將太陽能轉變成光能，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雜的結構和精密的參數(shù)。在人類利用太陽能發(fā)電應用的早期，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)實應用的需要，所以必須對其進行轉變。電氣自動化在太陽能光伏系統(tǒng)的應用過程中，自動控制技術的應用是交流轉化的關鍵技術，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的支持，太陽能發(fā)電所產生的能源就會源源不斷地流入電網(wǎng)中，進行更好地轉化利用。

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

太陽能光伏發(fā)電裝置的應用壽命與其運行和維修有極大的關系。以目前我國國內的光伏發(fā)電狀況來看，往往是在設備出現(xiàn)故障后，才會對設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，還會損害設備的使用壽命。因此為了有效地反饋、發(fā)現(xiàn)和預測設備出現(xiàn)的問題，就必須對設備的使用進行全方位的質檢。目前隨著我國科學技術的不斷發(fā)展，我國也已經(jīng)成為太陽能光伏發(fā)電領域中的領導者。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，就要立即組織相關機組對相關設備進行維護。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，要想科學有效地運用電氣自動化技術，就要做好對光伏發(fā)電系統(tǒng)設備全生命周期的控制和監(jiān)督工作。而除了上述的應用之外，要做好電氣自動化在太陽能光伏領域的應用也需要維修人員根據(jù)不同監(jiān)控設備運行的實際情況，建立有針對性的維修計劃，從而進一步提升設備的生命周期和使用質量?？紤]到電氣自動化控制系統(tǒng)應用的實際要求，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、結束語

在未來我國社會能源應用中，太陽能是一種非常重要的清潔能源，可以通過技術的應用，實現(xiàn)太陽能和電能的轉化。而考慮到目前電力系統(tǒng)中電力控制技術應用的廣泛性，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?，F(xiàn)如今，電氣自動化設備在太陽能發(fā)電領域有著廣泛的應用，既提升了電能轉化的運行效率，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)電中的應用[J]. 數(shù)碼設計（上），2021，10（2）：84-85.

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