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太陽能光伏并網發電施工技術解析論文
摘要：近些年，太陽能光伏并網發電技術得到了較快發展，對于緩解日益緊張的能源危機具有非常重要的意義。太陽能光伏并網發電技術的主要特點是綠色、環保、安全，不會對環境造成破壞。為了更好的促進太陽能光伏并網發電技術的發展，文章針對施工過程中的技術控制要點進行研究，具有一定的參考價值。
關鍵詞：太陽能；光伏發電；并網；技術
近年來，隨著社會的迅速發展，國家對電力的需求量也在逐年增加，對以化石為能源的發電類企業的環境監管離地日益增高，這使得太陽能、風能等清潔、綠色能源受到了廣泛的認可與關注。當前，太陽能光伏發電技術已日趨成熟，能夠實現經濟與高效運行目標，有利于推動國家經濟的迅速發展，并且還能夠滿足社會能源消耗需求，這使得光伏發電并網及其相關技術的發展成為人們高度關注的對象。
1.光伏發電控制系統概述
光伏發電控制系統是根據太陽能自身特性，發生伏特反應，將太陽能電池板發出的電能通過控制器轉換、存儲器儲存、電纜傳輸等環節，轉變成能分配的電能。光伏發電是通過太陽電池板把太陽能直接轉換為直流電能的一類發電方式，所以，光伏發電控制系統即為直接把太陽能變成電能的一款發電系統。目前光伏發電控制系統由下面幾模塊組成：光伏電池板（光電轉換器件）、控制器（電能轉換）、儲存器（存儲多余能量）、上位機監控（控制顯示面板）等。
并網式光伏發電控制系統即把光伏發電系統與電力系統相聯系的一個發電系統，把陽光福射得到的直流電直接轉變為標準的網側交流電，也就是把光伏發電系統與電力網通過并網逆變器連接到一起，再分配該系統生產的電量，既可向本地負載提供電能，也可進斤相關的電為調峰等。該系統為電為系統提供了有功與無功功率，為電力網的主要組成模塊。目前，并網型光伏發電是全球光伏發電的主流，也是光伏發電的一個首選。通常由w下幾部分組成：太陽能電池板、直流變換器、并網逆變器、鎖相環與負載等。其中并網逆變器是系統的關鍵部件。全球主要的光伏系統生產企業均擁有各自的光伏逆變技術產品，他們的并網逆變器在電路拓撲、控制方法上各自具有不同的特點。
2.并網光伏發電系統的優勢
①能夠利用清潔干凈的、可再生的自然能源太陽能發電，不會耗用不可再生的且資源有限的含碳化石能源。在實際使用過程中，也不會產生溫室氣體與污染物，能夠較好的保護生態環境，滿足經濟社會持續、和諧發展需求。②所發電能饋入電網，以電能為儲能裝置，節省了蓄電池，相比于獨立的太陽能光伏系統，可節省大約35～45%的建設投資，大大降低了發電成本。同時，由于其省去了蓄電池，還可提升系統的平均無故障時間與蓄電池的二次污染。③分布式安裝，就近就地分散供電，靈活的進入、退出電網，可有效增強電力系統抵御災害的能力，改善電力系統自身的負荷平衡狀況，降低線路損耗。④可發揮調峰效用。就目前情況來看，聯網太陽能是世界上個發達國家在光伏應用領域中競爭發展的關鍵，是世界太陽能光伏發電的主要發展趨勢，市場較大，發展前景十分可觀。
3.光伏發電并網及關鍵技術
3.1光伏并網發電系統中的關鍵技術
3.1.1最大功率點跟蹤技術
通過運用最大功率點跟蹤技術，可明確光伏并網發電系統所在的環境，分析環境中的溫度、光照等對并網造成的影響，并且還可繪制光伏并網發電系統的特性曲線，然后在依據曲線的變化狀況，對并網光伏發電的最大功率點進行相應的跟蹤。同時，最大功率點跟蹤技術與光伏并網發電系統自身的運行效率之間存在直接的關聯，例如常用的兩種跟蹤方法：（1）擾動觀察法，在光伏并網發電時，通過設計小型擾動，可比對擾動前后的并網情況，獲得最大功率點位置，并網擾動方式可控制輸出電壓，利用電壓差，還可形成擾動，以跟蹤功率狀態。（2）電導增量法，瞬間電導數據與變化量是此類方法運用的決定性因素，其能夠通過分析光伏列陣的曲線變化情況，獲得曲線的單峰值，并由此判斷出光伏并網是否處于最大值發電狀態。
3.1.2并網逆變器控制技術
并網逆變器可確保光伏并網發電系統的靈活性，進而使得工程的多樣化需求得以滿足，為太陽能始終處于最佳的轉換狀態提供保障。同時，逆變器還可控制光伏并網發電系統的工作模式，為電流提供直接或間接控制的方法。近年來，隨著科學的迅速發展，間接與直接控制不斷融合發展，較好的發揮了間接、直接電流的控制效果，彌補了雙方的缺陷，融合之后的并網逆變器控制能夠實時跟蹤電流變化情況，以保證電流的穩定性。
并網逆變器控制重點技術主要包括：（1）數字控制技術，該技術是并網逆變器控制技術的重要基礎，是一種熱電技術。（2）PID控制技術，其主要是采用全量、增量的方法支持逆變器的運行，此類技術相對成熟。（3）重復+PI混合控制技術，此類技術具有復合的特征，能夠以復合的方式控制逆變器的運行，從而確保逆變器的穩定性。
3.2分布式電源并網技術的接入方案
DER并網技術接入配電網之后，需要對DER并網技術的容量與配電網之間的匹配程度進行全面的考慮，例如當DER并網技術容量小于250kVA時，將其接入380V或400V的配電網中，通過匹配DER并網技術容量與配電網，能夠設計出科學的接入方案，接人時通常采用聯絡線的連接方法，DER并網技術連接配電網的變電所或是接入附近的配電網內。同時，其還能夠設計并網保護，DER并網技術一般采用孤島保護方式，孤島裝置提供主動式與被動式保護，能夠為光伏并網系統的安全性提供保障。當并網逆變器監測出危險之后，往往會自動切斷分布式光伏發電，以保護人員的安全，逆變器的電壓可由配電網提供。
4.光伏發電并網系統的應用
4.1工程簡介
某光伏發電并網系統項目由一公司承建，主要建于公司大樓三樓樓頂上。光伏系統總設計峰值功率為3360Wp，與公司電網并接，當電網斷電時，可獨立給公司負載供電，還可為展示臺液晶電視供電。電池板均采用6mm鋼化超白玻璃+E-VA+電池片+EVA+6mm鋼化超白玻璃雙玻光伏組件。投入運行之后，一直處于安全可靠、發電穩定、并網良好的狀態，并且滿足項目設計標準。根據項目所處地理位置及氣象氣候條件，并且通過相應的計算，確定太陽能電池板應當擺放在正向朝南方向，當傾角處于25-30°范圍時，能夠接受到的太陽輻射最多，發電量最大，為方便工程施工以及太陽能電池支架的制作，選取傾角270，光伏安裝面積130m2。
4.2光伏發電并網系統
4.2.1電氣設備系統
此項目電氣設備系統主要由太陽能電池方陣、蓄電池組、雙向逆變器、并網逆變器和控制設備組成。
4.2.2光伏系統工作原理
光伏電池7塊串聯，通過二極管集線箱將12組并聯組成一組輸出給逆變器。逆變器逆變的交流電與公司電網并接，中間連接雙向逆變器加蓄電池組儲電，以便市電停電時切換至蓄電池組，然后供電給負載。當太陽能電池正常發電時，首先通過雙向逆變器向蓄電池組充電。當蓄電池組處于充滿電狀態時，太陽能電池發出的電直接逆變至電網。當市電停電時，失壓脫扣器脫扣，失壓脫扣器脫扣之后，發送信息至雙向逆變器，雙向逆變器逆變啟動，蓄電池組投入使用，供電給負載使用。
4.2.3數顯監控系統
該項目監控系統主要涉及以下設備：輻射照度儀、溫度計、風速計、控制器、調制調解器、終端控制（顯示）設備、數據纜線等。同事，其還可通過電腦等相關終端的顯示，實現實時監控相關數據的目的。通過程序轉換相關的界面，可輕易轉換終端（電腦、電視等）所顯示的界面，并且還能夠在界面中顯示例如系統溫度、直流電壓、直流電流、直流功率、交流電壓、交流電流、交流功率、日發電量、總發電量、氣象數據等信息，從而體現出系統真實運行效果。
5.光伏發電并網系統發展前景
近年來，隨著科學技術的迅速發展，我國在光伏發電并網系統方面已經研發出了一些新型技術，在光伏發電并網系統的控制與切換方面依舊需要繼續、深入研究分析。為了提升光伏發電并網系統的工作效率，必須全面掌握光伏發電并網系統的控制，并且還需妥善解決并網光伏發電系統的切換問題，以確保光伏發電并網系統能夠大規模的運用于普通用戶。光伏發電并網系統是太陽能發電的應用系統，具有太陽能發電系統的所有優勢，但其還具備價格貴、投資高、發電量受氣候變化影響等方面的缺陷，是現階段并網光伏發電系統運行存在的主要問題，但隨著日后科技的不斷進步，并網光伏發電系統必將成為全民的發電系統。
6.結語
綜上所述，光伏并網發電系統目前正向成熟化方向發展，并且逐漸成為電網系統的重要組成部分。在運用光伏并網發電系統的關鍵技術時，需要依據系統設計進行一定的規劃設計，以避免其對并網運行效率的影響，并且還需落實相應的安全保護技術，避免光伏并網發電系統運行風險事故的發生。
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