光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望

赵建华 赵雷庆

摘 要：随着我国环境治理攻坚任务的提出，给光伏发电提供了发展的契机，当前形势下，全国各地都在发展光伏发电技术，不但可以改善环境，降低用电成本，还从很大程度上节约了时间和空间的建设成本。本文主要研究光伏发电并网及其相關发展技术，并对其未来发展进行了展望，重点对MPPT技术做了介绍，帮助人们更多的了解光伏发电技术。

关键词：光伏发电；并网技术；现状；展望

随着煤、石油等化石能源储量的日益开采，世界范围内的能源日趋枯竭，人类不得不面对能源危机的现实环境，为了改善人类赖以生存的生态环境，维护人与自然和谐发展的环境，各国都在致力于新能源的发展，光伏发电技术与水电、风能相比，拥有无噪音、无污染、故障率低和维护简便等优点，取之不尽用之不竭的太阳辐射能源为人们提供了良好的光伏发电环境。根据实际数据显示，光伏发电已成为当前较新的一门技术，尤其是光伏发电的大型化和并网化成为光伏发电的发展方向，共同承担了发电的任务。

1 光伏发电概述

光伏发电是太阳能发电的一种方式，光伏发电主要是指用微网的方式并入超高压发电网中去，让其能够互相支撑，在我国光伏发电都是集中式国家电网，如今的光伏发电主要是小型分散型并网发电，相对投资小，占地少，建设速度快。光伏发电并网采用的是清洁绿色能源，不会对环境造成破坏和污染，符合我国可持续发展的要求，深受各国投资者的青睐。

2 光伏发电的历程

2.1 光伏发电的国内历程

我国自1985年就开始了光伏发电的研究，逐渐引进美国单硅太阳能电池以及非晶体硅电池，经过多年的研究，我国逐渐开启了光伏发电的发展历程，尤其是金太阳工程的实施，更是加大了光伏发电的支持，根据统计，我国截止到1997年已经有各类光伏发电站7座，1998年在西藏地区建立了世界上最高的光伏电站，2010年，在宁夏吴忠市太阳山建立了大型光伏电站，采用阳光电源大型并网逆变器，成为我国光伏发电历史上最大规模的并网，同年上海世博会，合肥阳光电源有限公司承建了光伏发电的主题馆，中国馆等大型发电系统，成为世界瞩目的清洁绿色能源。我国预计到2020年太阳能发电量达到180万kW，并且有可能达到1000万千瓦，我国很多地区都处于缺电状态，可是随着人民物质生活的提高，光伏发电更是有了更为广阔的发展空间。

2.2 国外光伏发电发展现状

光伏产业在全球处于膨胀发展状态，尤其是在2006年之前的十年，几乎是以每年33%的速度增长，2004年世界光伏电池及其组件的产量达到了1200MW，随着光伏技术的日益发展，并网发电在光伏市场中越来越占主导地位，根据相关数据显示，2010年全球网络累计共有并网发电30GW，其中日本占到了51%。在欧洲，欧盟太阳能光伏发电已经达到了3GW，预计到2020年，太阳能电池组件产量能够达到54GW。在国外光伏发电的国家中，日本占据了十分有利的地位，因为其能源枯竭，国土面积较小，更是提出了2030年光伏发电要达到1000GW的目标，美国的光伏发电在2000年之前一直位居世界第一，可逐渐落后日本和欧洲，2004年之后，美国专门绘制了自己的光伏发电线路图。全世界光伏发电的成就令人兴奋，总体来看，主要表现在以下几个方面：一是太阳能发电的寿命增长，屋顶并网光伏系统增多，二是发电成本降低，三是越来越大的光伏发电群开始出现。

3 光伏发电最大功率点跟踪技术发展现状

光伏发电的具有随机性强，不确定性强和不连续性的特点，而且光伏输出的影响因子众多，难以精确研究，比如太阳能面板的温度和环境温度是无法控制的，随着温度的改变，光伏发电的最大功率点跟踪（MPPT）逐渐引起人们的重视，其快速性，准确性和稳定性逐渐得到人们的认可，下面对其工作原理进行简单介绍

3.1 恒定电压法

温度变化对光伏阵列输出功率引起的变化非常大，但是辐照度对光伏发电的影响更加明显，根据相关数据显示，不同辐照度下的最大功率点对应地方输出电压变化量并不大，也就是说，可以粗略的将MTTP默认为稳压控制，这种方法优点是控制起来简单，实现容易，但是精度并不是很高，因为其忽略了光伏发电的温度影响。

3.2 扰动观测法

在光伏发电运行正常时，通过不断的微小的电压波动扰动光伏阵列的输出电压，继而在端电压变化同时检测输出功率变化的方向，就能够确定最优化途径，从而决定下一步电压的参考值，这种方法容易实现，测量的参数较少，而且相对精度较高，但是这种方法受环境的影响较大，不容易找到最大功率点，而是将临界点放到了最大功率点附近。

3.3 导纳增量法

根据光伏阵列的P-V曲线，必然存在唯一的点，成为最大功率点，在这个点处，功率对电压的导数为0，此时，输出电导的变化量等于输出电导的负值时，光伏阵列工作点就可以认为是其最大功率点。这种方法的准确性最高，而且还可以避免环境变化的跟踪性，但是实施起来相对复杂，而且对微处理器有较高的要求，尽管如此，依然受到很多同行的青睐。

4 结论及展望

我国光伏发电虽然取得了很多的成就，但是依然有很多难题需要攻克，总体上来讲，其发展前景是很好的，尤其是近些年来，我国加大了对光伏发电的投入，大力扶持我国的光伏发电企业，加快对光伏技术的科研投资，一系列的政策出台帮助光伏发电并网技术取得了很好的发展势头，尤其是一些前沿科技，不断突破欧美等发达国家的封锁，大大促进了我国光伏发电技术的发展，从很大程度上提高了我国的国际影响力，我们相信，随着我国光伏发电技术的精进，会不断的发展我国光伏发电产业，促进我国光伏发电技术的不断进步。

参考文献：

[1]毕竟.光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望[J].山东工业技术，2018（16）：162.

作者简介：赵建华（1990-），汉族，河北张家口人，本科，电气工程及其自动化专业。