光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望

李傲雷

摘要：近年来，经济快速发展，社会不断进步，随着社会对清洁能源的需求大增，光伏并网引领了新型循环能源的盛行。大力发展太阳能光伏发电并网技术是推动社会可持续发展的重要切入点。基于此，从太阳能光伏电池板、太阳能光伏控制器、并网逆变器和太阳能储能装置方面对光伏发电并网系统的重要结构进行剖析，然后从国内、国外两个角度对光伏发电并网技术的现状进行分析，最后对其进行前景展望，为光伏发电并网及其相关技术的普及保驾护航。

关键词：光伏发电;并网;相关技术;发展现状;展望

引言

随着煤、石油等化石能源的储备量越来越少，人类必须要面对能源危机这个现实情况。为了让人类赖以生存的环境得到一定的改善，维持人和自然之间的和谐关系，各个国家都在新能源发展方面作出最大的努力。光伏发电并网技术与水力发电、风力发电相比，具有没有噪音、没有污染、发生故障的概率低和护理比较简单方便等优点，取之不尽、用之不竭的光能源可以给人们提供较好的光伏发电环境。现实数据显示，光伏发电并网技术已经成为目前比较新颖的一项技术，特别是大型化的光伏发电和并网化的光伏发电，共同承担着发电的任务。

1光伏发电并网

①光伏发电并网概述，光伏发电是太阳能发电的一种方式，光伏发电主要是在微网中运行的，以微网的形式并入到超高压大电网中去，与其互为支撑。在我国，光伏发电并网一般都是集中式的国家电站，能将所有的电直接输送到电网，并由电网输送到千家万户。现如今光伏发电并网最主要的方式就是小型分散型的并网光伏，这种光伏发电相比于电站来说，占地要少、投资小、建设速度快等特点。不仅如此，国家在这一方面还给予了相当大的政策优惠。②光伏发电并网的优势，首先，光伏发电并网采用的是清洁绿色的太阳能资源，不会对现有的资源进行浪费。在实际的使用过程中，也能够更好的保护生态环境，符合我国可持续发展的要求。而传统的发电模式是利用化石燃料进行的，这种资源是有限的且短时间内不可再生的，使用过程中还会对环境造成危害，因此光伏发电并网开始逐渐进入人们的视野。其次，光伏发电并网的发电模式，节省了时间和空间上的投资建设成本，发电成本的降低有利于国家电网进一步的发展。

2光伏发电并网及其相关技术发展现状

2.1最大功率点跟踪技术

通过运用最大功率点跟踪技术，可明确光伏并网发电系统所在的环境，分析环境中的温度、光照等对并网造成的影响，并且还可绘制光伏并网发电系统的特性曲线，然后在依据曲线的变化状况，对并网光伏发电的最大功率点进行相应的跟踪。同时，最大功率点跟踪技术与光伏并网发电系统自身的运行效率之间存在直接的关联，例如常用的两种跟踪方法：①扰动观察法，在光伏并网发电时，通过设计小型扰动，可比对扰动前后的并网情况，获得最大功率点位置，并网扰动方式可控制输出电压，利用电压差，还可形成扰动，以跟踪功率状态。②电导增量法，瞬间电导数据与变化量是此类方法运用的决定性因素，其能够通过分析光伏列阵的曲线变化情况，获得曲线的单峰值，并由此判断出光伏并网是否处于最大值发电状态。

2.2产业竞争激烈

在国际上，光伏产业的发展就已经有了较大的竞争力，各国的光伏产业都在力争上游，不断研制出更多更好的产品。因此对于我国光伏产业来说，突破国际上的封锁，提高国际光伏产业的竞争力是比较困难的。再说到国内，光伏产业的利好前景使得众多投资家趋之若鹜，因此我国的光伏产业在地域上就已经分成了五个比较大的区域，分别为珠江三角洲区域、长江三角洲区域、环渤海地区、中部地区以及西部地区。五大生产区域虽然有着各自不同的产品特色，但是在行业领域却是重合的，因此国内的光伏产业竞争激励。这就很容易造成各企业公司之间的恶意竞争，危机光伏产业在我国的发展。

2.3主要设备

逆变器的最大容量和最小的单位成本之间有着非常紧密的关系，较大容量的逆变器只要发现运行有误，就能直接对系统产生较大影响。因此，想要挑选更好的并网逆变器，就需要对处在实际运用中的光伏发电系统进行一定的考量，除此之外，还要对逆变器的容量进行充分考虑。过压和反极性保护都是并网逆变器的功能，对光伏系统中的逆变器展开相关检查，能够使用直流配电稳定电池电流，保证数据能够精准地传输到控制器上，进而安全地运行系统。把独立网络作为使用设备，同时运用并网逆变器时也能使用这种方式。

2.4并网逆变器控制技术

并网逆变器可确保光伏并网发电系统的灵活性，进而使得工程的多样化需求得以满足，为太阳能始终处于最佳的转换状态提供保障。同时，逆变器还可控制光伏并网发电系统的工作模式，为电流提供直接或间接控制的方法。近年来，随着科学的迅速发展，间接与直接控制不断融合发展，较好的发挥了间接、直接电流的控制效果，弥补了双方的缺陷，融合之后的并网逆变器控制能够实时跟踪电流变化情况，以保证电流的稳定性。并网逆变器控制重点技术主要包括：①数字控制技术，该技术是并网逆变器控制技术的重要基础，是一种热电技术。②PID控制技术，其主要是采用全量、增量的方法支持逆变器的运行，此类技术相对成熟。③重复+PI混合控制技术，此类技术具有复合的特征，能够以复合的方式控制逆变器的运行，从而确保逆变器的稳定性。

3光伏发电并网及其相关技术发展展望

未来随着光伏电价不断下调，光伏产业不可避免地需要引入市場竞争机制，这也要求对相关技术研发工作进行相应调整，从而适应产业变革的需要。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。

结语

综上所述，光伏并网发电系统目前正向成熟化方向发展，并且逐渐成为电网系统的重要组成部分。作为来源广泛的清洁能源，太阳能在光伏并网技术中的应用必将越来越广泛。太阳能光伏并网技术在并网发电中的占比必将越来越大。光伏发电技术的环境友好性以及技术可行性等决定性优势为它赢得了越来越多能源专家以及能源企业的青睐。能源专家以及能源机构应当加大对太阳能光伏并网技术的开发力度以及研究力度，进一步增强太阳能供电的稳定性，延长并网系统设备的使用寿命，降低并网系统的使用成本。

参考文献：

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