电气自动化在太阳能光伏发电中的应用研究

陈风林 张梅

皇明太阳能股份有限公司 山东德州 253000

太阳能属于可再生能源，而且其在各个领域都有着非常广阔的应用空间和发展潜力，加之太阳能资源所具备的清洁、无污染等优势，让其成为了现代人眼中最为看好的可再生利用资源。当前，太阳能在光伏发电方面的发展所利用的主要技术之一便是电气自动化。电子自动化技术的出现和应用大大提升了太阳能光伏发电的效果。

1 太阳能光伏发电技术的优点

①广泛性和无限性。太阳光照射地球表面，不限地域，无论陆地、海洋、高山或是平地，都可以开发利用，虽然照射时间和强度不同，但其分布广泛，不会因为地域或天气等原因无法获取，目前，太阳辐射能总想属现金人类可以开发的最大能源。太阳能资源取之不尽用之不竭，不同于其他化学能源，太阳能是一种可再生的清洁能源，具有无限性和再生性，在生态污染愈加严峻的今天，不会污染环境的太阳能资源极其宝贵，太阳能光电技术的有效运用使社会及人类进入一个节约能源减少污染的时代。②先进性。随着太阳能发电技术的迅猛发展，很多国家都已经非常注重该产业的投资前景，通过各国的努力，太阳能光伏技术发展逐渐步入正轨，产品质量越来越好，成本也在逐渐降低。目前，我国太阳能光伏发电产业通过多年努力，已经得到了较好的成果，甚至可以参与国际竞争，并有望达到国际领先水平的行业。作为我国发电产业中较为先进的技术，光伏发电直接将太阳能转换为电能，中间不需要经过任何其他过程，现在，电能转换率较高，发电的形式也简单、快捷。由于建设一个太阳能发电系统所需周期较短、干净环保，因此，太阳能光伏发电技术在我国发电技术中占有很重要的地位[1]。

2 电气自动化在太阳能光伏发电领域的应用

2.1 电气自动化在光伏建筑与水泵系统的应用

在今天的太阳能光伏发电领域中，光伏建筑、光伏水泵系统中对于电气自动化有着非常广泛的应用。一方面运用于通信方面，这方面无论是串口通信，或者是通用分组无线服务，再或者是北斗无线通信，都离不开电气自动化技术的支持。另一方面运用于监控方面。不管是光伏建筑，还是光伏水泵系统，都需要集合数量众多的太阳能电池板，然而在运行过程中，一旦有太阳能电池板发生故障，很难从中予以发现和维修；所以必须要依靠电气自动化技术对其展开实时监控，这样一旦系统中出现了太阳能电池板故障，就能够迅速反馈出是哪儿出现问题，从而对其实施维修或更换，这对于保障光伏发电效率和安全都至关重要。

2.2 电气自动化技术在电力行业中应用

电气工程领域自从有了电气自动化技术的应用，整个电力系统的工作效率都有了非常显著的提升，其不仅仅为未来电气工程的发展奠定了更加坚实的基础，而且也在潜移默化中改变了电气工程的资源利用结构，大大提高了电力工程的安全性和稳定性，并且在很大程度上确保了电气工程的经济收益[2]。

2.3 电气自动化在光伏发电直流逆变中的应用

在光伏发电技术的支持下，我们能够实现太阳能向光能的转化，使其更好的满足人们对于能源的需求。然而这一过程需要依靠复杂的结构和精准的参数才能够完成。光伏发电初期人们只能够得到直流电；然而就社会对于电能的需求来说，交流电更符合实际需求，所以需要将其转化为交流电。电子自动化技术在实现光伏发电交流电转化过程中有重要的作用。具体来说，通过电气自动化实现对光伏阵列，充放电控制器、蓄电池、逆变器的有效控制，是将光伏发电得到的直流电转化为交流电的重要前提。另外，光伏发电所得到的电能，能够进入电网系统，同样离不开电气自动化技术的支持。

2.4 电气自动化在电能转换中的应用

电气自动化技术在此方面的具体应用便是将直流光伏电能转化成为交流电能，转化后的交流电能是要被输送到电网当中使用的。电气自动化在电能转化过程中，需要注意一点，就是电能转化需要对光伏发电系统中的光伏阵列，相关人员必须要加强对充放电控制器和蓄电池的管理力度，避免意外情况的发生。

3 光伏发电并网技术发展趋势

未来光伏发电并网技术发展的主要趋势如下：集中式和组串式逆变器的功率不断加大，效率提高，电压等级升高，从而降低成本，减少损耗；微型逆变器等组件级产品越来越丰富，以适应不同类型的市场需求；电网适应能力不断提高，例如低电压穿越、高电压穿越等功能不断完善，具有高可靠性的保护功能；未来光伏逆变器将与互联网相结合，实现数字化，基于云端存储和计算的数字化平台将得到更为广泛的应用。总体来看，未来光伏逆变器将朝着更高效、更可靠、更智能化的方向发展。随着大功率地面光伏电站的不断建设，光伏监控及能量管理系统势必成为未来发展的重点方向之一。除了保证光伏发电系统安全稳定运行外，监控系统未来还将肩负更多使命，例如控制电站运行，降低光伏并网功率的波动性，对光伏与水电、储能等其他发电系统的多能互补协调控制，以及基于云数据的远程监控等功能。此外，光伏高压直流并网技术在未来将会逐步体现其优势，尤其对于西部偏远地区的大容量光伏电站，直流并网的优势更加明显，相应的直流并网设备的研究也将成为未来的研究热点[3]。

4 结语

综上所述，当前电气自动化技术在太阳能光伏发电中的应用效果已经得到了充分的认可与肯定，相信伴随着电气自动化技术的不断创新和升级，电气自动化在太阳能光伏发电中的应用范围将会越来越广泛，应用效果也会越来越理想。