光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)工程設(shè)計技術(shù)探討

李卓 徐挺

【摘 ?要】隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類在能源方面的研究有著突破性的進(jìn)展，大陽能被公認(rèn)為是綠色能源，太陽能的發(fā)展技術(shù)也越來越先進(jìn)化，在現(xiàn)今階段太陽能光伏發(fā)電在全球都被認(rèn)為是綠色的能源，太陽能能夠減輕國家對電網(wǎng)投入資金的負(fù)擔(dān)、能夠減少大量的消耗、太陽能的技術(shù)發(fā)展的科學(xué)化，國家在太陽能引用的研究也越來越多，太陽能成為新時期電力未來發(fā)展趨勢。為了強(qiáng)化太陽能發(fā)電技術(shù)的運(yùn)用。本文主要討論光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)工程設(shè)計技術(shù)的問題。

【關(guān)鍵詞】太陽能;光伏;電網(wǎng)

引言

在太陽能發(fā)電的原理，是將太陽的光能轉(zhuǎn)換為電能，在太陽能光伏系統(tǒng)中主要依靠轉(zhuǎn)換電的電池組件，和其發(fā)電轉(zhuǎn)換的輔助裝備，在經(jīng)過將太陽的光能順利轉(zhuǎn)化為電能，在整個光能發(fā)電系統(tǒng)中，將轉(zhuǎn)化系統(tǒng)分1獨(dú)立系統(tǒng)、2并網(wǎng)系統(tǒng)3混合系統(tǒng)這3種常見的系統(tǒng)。太陽能發(fā)電最大特點(diǎn)是能夠?qū)⒌闹绷麟娹D(zhuǎn)化為交流電，并且能夠轉(zhuǎn)化的電能直接接入電網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)，太陽能轉(zhuǎn)化的多余電力能進(jìn)行儲存。由于我國地域遼闊，在采取太陽能，進(jìn)行太陽發(fā)電有很大的優(yōu)勢，為太陽能發(fā)電的電力系統(tǒng)的發(fā)展提供了良好的環(huán)境條件。本文結(jié)合太陽能發(fā)電的實(shí)踐工作經(jīng)驗(yàn)，對太陽能發(fā)電系統(tǒng)中的并網(wǎng)系統(tǒng)工程設(shè)計要點(diǎn)進(jìn)行了探討。

1光伏發(fā)電的概述

太陽能發(fā)電主要將太陽能所產(chǎn)生的直流電轉(zhuǎn)換為符合市電電網(wǎng)要求的直流電直接接入公共電網(wǎng)。在太陽能的電網(wǎng)安裝并網(wǎng)系統(tǒng)有著自己的優(yōu)點(diǎn)，他的主要優(yōu)越性有以下幾點(diǎn) [1]（1）多余的電流能夠進(jìn)行儲備;（2）在光能不充足時也能夠滿足用電需求時。我們稱這種并網(wǎng)系統(tǒng)為并網(wǎng)逆變器為了保證電亮。在光能轉(zhuǎn)化為電能的時候，這會造成逆變器的損耗，這種損耗的原因是系統(tǒng)的并行使用，以太陽能電池組作為本地交流負(fù)載的電源，這樣能夠降低整個系統(tǒng)的負(fù)載缺電率，（3）及時在光伏發(fā)電系統(tǒng)的電需求量突然變大，光伏發(fā)電系統(tǒng)也能夠滿足需求用電的供給。

光伏發(fā)電的技術(shù)中，關(guān)鍵的技術(shù)是太陽能光伏發(fā)電（MPPT）技術(shù)、這種技術(shù)能夠進(jìn)入電網(wǎng)對電網(wǎng)的電流進(jìn)行流控制。技術(shù)的要點(diǎn)主要有以下幾個方面（1）從儲備電量的最大功率的特點(diǎn)來說，他的全稱Maximum Power Point Tracking，該技術(shù)的主要作用是主要是對電能儲備進(jìn)行調(diào)控，讓太陽能電池組能夠轉(zhuǎn)換更多的電流量，將光能所轉(zhuǎn)換的直流電儲存下來。在電量的儲存過程中，光能輸出功率和最大功率在電能的轉(zhuǎn)換中有非常大的關(guān)系，在進(jìn)行電能的工作調(diào)配中我們需要設(shè)置最合適的電壓，其輸出功率才能夠?qū)崿F(xiàn)輸出量的最大值。在應(yīng)用這種技術(shù)時主要的方法常見的有在線擾動法、下山法、微分法及模糊規(guī)則法等四種方法，這些方法太陽能輻射能量進(jìn)行有效的追蹤和控制保護(hù)。（2）在電網(wǎng)的安裝中為了保證光伏發(fā)電能的質(zhì)量，我們通常需要做的就是抑制諧波電流，使諧波電流在最低水平，維持在最低的水平通常采用的方法是提高波頻率、然后進(jìn)行參數(shù)修改、在電網(wǎng)系統(tǒng)的控制和保護(hù)中，主要難點(diǎn)在于電流的速度要求、與電網(wǎng)配合方面，我們解決這種問題常用的保護(hù)措施是抗孤島保護(hù)，能夠有效的對這種情況進(jìn)行控制解決。

2設(shè)計要點(diǎn)

1配置

在太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中我們工程設(shè)計前，首先需要對發(fā)電設(shè)備進(jìn)行選擇。常用的設(shè)計方案主要考慮的有光伏陣列、控制器、并網(wǎng)逆變器，等。在這些配置的設(shè)計中常見的主要有以下幾點(diǎn) [2]。

2具體設(shè)計

在設(shè)計光伏組時通常會采用如圖1的設(shè)計。

在光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計中，設(shè)計考慮的最重要的一點(diǎn)就是，怎么使光伏發(fā)電系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)功率最大化，在太陽能的發(fā)電安裝中，太陽電池陣列常常會占據(jù)相當(dāng)大的面積[3]，這些都是為了實(shí)現(xiàn)發(fā)電功率最大化的特點(diǎn)。在安裝過程中，為提高的使用，通常都會采用采用圖1的布局方式。在排列的實(shí)際情況下，由于太陽能發(fā)電電站有遮擋光能的輻射問題，這些情況會影響發(fā)電功率的運(yùn)用。所以我們在安裝布局中，需要進(jìn)行計算，使光能的損耗性達(dá)到最小的效果。能夠光能發(fā)電中使太陽能利用率都做到最大化的效果。太陽輻射的強(qiáng)度一般和地理位置有非常大的影響，還和太陽在天空中的高度有非常大的影響，在安裝時這些都是我們需要根據(jù)實(shí)際情況考慮的問題。

在光伏系統(tǒng)的設(shè)計過程中我們主要考慮這幾個方面的設(shè)計，光伏子系統(tǒng)、光伏組件、接線箱、光伏方陣以及儲能系統(tǒng)的設(shè)計等，這些設(shè)計的具體通常有以下幾個要點(diǎn)。1太陽能發(fā)電系統(tǒng)子系統(tǒng)設(shè)計。在太陽能發(fā)電子系統(tǒng)的設(shè)計中主要考慮光伏組件、電池板的結(jié)構(gòu)、整體的結(jié)構(gòu)鏈接。2太陽發(fā)電系統(tǒng)的伏組件設(shè)計。在太陽能發(fā)電系統(tǒng)中對光伏組件設(shè)計，我們需要根據(jù)具體的計算公式來進(jìn)行合理的設(shè)計公式如下

光伏發(fā)電的接線箱設(shè)計。通常在光伏發(fā)電系統(tǒng)的設(shè)計中，接線箱的設(shè)計是很重要的一個環(huán)節(jié)，因?yàn)榻泳€箱是發(fā)電鏈接的出端口，我們在設(shè)計時需要與各個子系統(tǒng)進(jìn)行連接，從而實(shí)現(xiàn)電流輸出的效果。

（2）太陽能發(fā)電儲能子系統(tǒng)的設(shè)計。在光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)中關(guān)于子系統(tǒng)的設(shè)計中，我們設(shè)計時考慮最重要的因素最是，電池功率調(diào)節(jié)的問題。我們在設(shè)計安裝時需要選用以合格的蓄電池，蓄電池應(yīng)該有安全證書，確保蓄電池的安全性，在蓄電池的安裝中，蓄電池的工作溫度需要控制在5～30℃，在選用蓄電池時嚴(yán)格檢查蓄電池的質(zhì)量比如說電池是否有出現(xiàn)變形的情況漏液等缺，我們還需要根據(jù)相關(guān)公式計算電池的容量。

3輸電方式

在光伏發(fā)電的并網(wǎng)系統(tǒng)中嗎，光能轉(zhuǎn)換為電能的實(shí)際輸出方式中，在設(shè)計時我們通常有多種輸出方式，一般通常采用的輸出方式是電波，超聲波這兩種輸出方式。在輸出方式的選擇上，每一種輸出方式都有自己的優(yōu)點(diǎn)和特點(diǎn)，我們應(yīng)該怎樣選取最適合的輸出方式呢，需要根據(jù)具體的情況來選擇最合理的輸出方式。

4總結(jié)

通過上述關(guān)于光能發(fā)電的討論，我們應(yīng)該積極推行太陽能綠色能源的發(fā)展。太陽能在日常能源的運(yùn)用中在發(fā)電領(lǐng)域起著重要性的作用，太陽能作為綠色最環(huán)保的能源。有著取之不竭用之不及的優(yōu)越性、同時還能滿足當(dāng)今綠色生態(tài)發(fā)展的政策。我們有必要加強(qiáng)太陽能光伏發(fā)電工程和日常生活聯(lián)系起來優(yōu)化光能發(fā)電的應(yīng)用。對我國的發(fā)電產(chǎn)業(yè)有著非常重要的地位和作用。光能發(fā)電系統(tǒng)還有著一定的不足。我們需要在今后的發(fā)展中不斷完善，使太陽能發(fā)電能夠更好的為我國服務(wù)。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝娜，聶滿倉，王麗.光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)工程設(shè)計技術(shù)探討[J].城市建設(shè)理論研究（電子版），2018（16）：63.

[2]陳云.淺論光伏發(fā)電并網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)效益[J].通訊世界，2017（12）：194-195.

（作者單位：西安黃河光伏科技股份有限公司）