太阳能发电并网系统关键技术

邢尧

摘要：本文将首先对于太阳能发电网系统内容进行介绍，其次从几个不同的方面详细分析了关于太阳能发电并网系统的关键技术，最后为了能够防止其他外部环境对于系统的干扰和影响，笔者介绍了几种比较重要的外部影响因素。

关键词：太阳能;发电网系统;关键技术

随着世界能源的日益紧张，当前很多的国家和政府都在研发一种比较新型的发电技术希望能够取代传统的能源使用，减少对于周围的环境污染，当前太阳能发电技术就是一种比较科学，新颖的发电技术，并且在使用的过程中对于自然的损害很低。

一、太阳能发电网系统内容介绍

（一）太阳能并网发电系统主要内容

太阳能并网发电的主要工作原理在于机器在搜集太阳能之后不经过一般的蓄电池直接在并网的逆变器中转换为电流，将交流电输送到电网中，目前我国主要的研究目标是直流并网，这是目前很多可再生能源的研究方向，更是能源利用技术进步的主要体现。主要的发电技术原理如下系统能够在光生伏特效应的作用下将太阳能的辐射能量转换为可以使用的直流电能，在逆变器的作用下将交流电并入电网的发电系统，这个系统主要由光伏阵列和逆变器两个部分组成。因为太阳能的电池板组成是比较灵活的。所以非常方便工作人员根据实际需求的不同对于太阳能版面进行拆卸和组合，同时系统还兼顾防风，防雨，防爆等多个功能[1]。

（二）太阳能发电系统的主要实现方式

从当前太阳能电网发电系统所能够实现的实际经济效益来看，当前的发电系统在能够实现同等经济效益的情况下，还具有清洁高效，低成本的特点。因为太阳能发电网在运行的过程中主要利用的都是可以再生的能源，所以一般情况下都是不需要蓄电池进行储存的。这种供电的方式不仅可以减少对于周围环境的污染，同时还能够防止蓄电池对于环境的二次破坏，并且在工作的过程中系统能够和周围的建筑物实现高效的协调功能。

二、太阳能发电网关键技术

（一）干扰观察法

这种技术方法主要的原理在于通过周期性的改变光伏排列方式去输出电压，根据每一个机组的输出变化频率去判断光伏系统应该输出电压的方向，保证输出的功率能够达到最大化。这种发电技术的技术要求不高，并且非常方便施工人员的操作，但是这种方法存在的比较大的缺点在于在最大功率进行波动的时候，会损耗较大的电能，并且简单的操作方式直接决定了机器的反应速度是比较慢的，并且精度非常低。还需要注意的一点在于一旦外部的光照环境发生了较大的改变这种方法将会很难应对[2]。

（二）通电增量法

通电增量法主要的工作原理是能够比较光伏阵列中的电导增量和瞬时导值从而改变需要控制信号的方向并且对于最大功率进行跟踪记录。相比于前一种方法这种方法的电导增量是比较强的，并且系统机器的反应速度比较快，产生波动的几率比较小，但是这种系统当前存在的唯一缺点在于系统硬件对于自身传感器的精确度要求较高，所以造价也就高于一般性的机器，这也是该方法目前还没有普及利用的原因之一。

（三）保持电压

恒定电压追踪的方法主要的工作原理在于能够在不同的光照强度之下保证发电组件的输出电压是不变的，并且还能够在这个过程中以最大的电功率输出。但是这种工作的方式需要提供一个外部温度比较稳定的环境，但是在实际的工作中温度肯定是不稳定的，这也就会造成较大的电能损失，当太阳能的外部温度升高比较明显时，伏安曲线可能和系统预先的工作电压不存在交集，这也就会导致系统发生震荡的情况。

为了能够克服这种情况，工作人员需要控制温度对于环境系统的影响，所以可以实现将光伏阵列在不同温度下的最大功率指数记录在控制体系中，当控制器在工作的时候可以检测出光伏阵列的温度，从而选择一个合适的电压强渡。或者还可以在太阳能的发电系统中去增加一个和光伏阵列具有相似特性的光伏电池模块，并且在运行的过程中检测开路的电压，从而计算出在最大功率情况下太阳能系统的最大电压特点，增加系统安全稳定的性能[3]。

（四）抗孤岛保护技术

首先孤岛效应的主要概念在于检修人员在维护机器设备的过程中深陷对于自身造成损害的电源附近，这也就需要后面的并网系统进行电网频率和电压时时检测的工作，同时在电网发生异常事故的时候能够及时断开工作连接。在很多的实际工作中逆变器的实际输出电流和系统的标准需求总是存在一定出入的，或者部分系统的内部电压处于一个严重超标的情况，所以为了能够防止这种情况的发生，可以在系统中引入PWM逆变控制器，将载波的幅度能够和电压的变化相适应，并且建立一个电压控制的实际模型减少孤岛效应的发生频率。

三、太阳能发电过程中的主要影响因素

太阳能发电系统在运作的过程中因为引用的是传统的电网接入方式，需要在工作的过程中根据环境的变化做出适当的调度，这些影响主要分为以下几个方面的内容：

（一）光照环境影响

因为太阳能发电的主要来源是太阳提供的热量，但是外部的太阳能毕竟属于一个外部的因素，是处于一个时刻不稳定的状态，不仅受到地球自转的影响还会受到外部自然天气的影响，这些因素都会导致最终的输出功率不稳定，具有比較强的波动性。

（二）调峰能力影响

太阳能电网在工作的过程中需要时刻去调整电网中其他能源的组成电流，提供足够的负荷去保证能够完整发电，所以当主系统受到天气等外部环境影响的时候，需要其他部分能够及时提供补偿，保证系统的稳定运行。

（三）其他因素干扰

太阳能在将自然能源转换为电能源的过程中可能会在电网中造成一定的各种扰动。因为分布式的电源在不稳定的情况下需要进行不间断的重启活动，这也就会导致周边的其他系统出现局部不协调的情况，非常有可能会直接或者间接地导致电压出现闪变的情况。因此为了能够维护系统的稳定运行通常都会在分布式的电网中设置大量的电力电子装置防止电网中的电流或者电压出现大规模的畸变，产生谐波污染的后果，当这种情况出现在电子逆变器之中非常导致三项电流出现不稳定，输出功率波动的情况[4]。

四、结束语

综上所述，太阳能发电技术当前作为人类已知的最为方便的发电设备，具有高效清洁，环保等特点，随着经济的不断发展，这种技术在未来一定会应用于更多的行业，笔者希望能够通过本文让更多的读者去了解太阳能并电网的主要技术原理。

参考文献：

[1]黄宏章. 太阳能光伏发电逆变系统开发及并网关键技术研究[J]. 日用电器， 2017（8）：22-25.

[2]许献岐， XUXian-qi. 船舶光伏发电并网及其关键技术的应用初探[J]. 电气传动， 2015， 45（8）：77-80.

[3]徐景杰. 分析太阳能光伏发电并网技术的应用[J]. 低碳世界， 2018（10）：74-75.

（作者单位：辽宁太阳能研究应用有限公司）