光伏发电与并网技术研究
刘福强
生成PDF 清样下载 引用

复制成功

导出题录

参考文献( GB/T 7714-2015 ) 复制

刘福强 ,. 光伏发电与并网技术研究[J]. 发电技术与研究,20227. DOI:10.12721/ccn.2022.157151.
摘要: 随着国家的发展越来越好,电力工程的发展也不断改革,太阳能光伏发电技术也越来越好。太阳能光伏发电并网技术的应用应当具备针对性和侧重性,确保相关技术的投入使用能够全方位提高当前电网系统运行的质量和效率,但是相关技术还需要得到进一步优化和改善,来实现对当今光伏发电产业的有效支持。
关键词: 光伏发电;并网技术
DOI:10.12721/ccn.2022.157151
基金资助:

作为典型的自然能源,太阳能具有污染可控、能耗低、发电期间不会产生有害物质等优势,由此而衍生出的光伏发电产业也呈现出了极为迅猛的发展势头。事实证明,分布式发电可使太阳能得到最大程度的开发,确保太阳能尽快转化成电能并供居民使用。可以预见的是,未来该技术将得到更加广泛的运用,因此,围绕该技术的不足展开讨论很有必要。

1太阳能光伏发电技术的优势

1.1电能供应稳定

太阳能光伏发电技术是一种利用太阳能的技术形式。传统的太阳能利用主要将太阳能用于加热过程中。人类最早在1839年发现了光生伏打效应,但由于技术、生产能力的限制,直到1954年才生产了世界第一块单品硅光伏电池。该技术虽然得到全世界的普遍关注,但高昂的电池生产成本使其没有得到大范围的推广。进入21世纪后,光伏发电技术快速发展,相关材料设备的成本不断降低,为太阳能光伏发电技术的广泛应用打下了非常扎实的基础。现阶段光伏发电系统的应用十分广泛。太阳能光伏发电电厂向城市、乡村提供可靠的电能供应。在政府的大力推广、建设下,太阳能光伏发电系统已经能够为14万用户提供稳定的电能供应。

1.2储量丰富且清洁无污染

太阳能作为清洁性能源,储量丰富;相比传统的化石能源燃烧发电技术,太阳能光伏发电技术不会对生态环境造成污染和破坏,也不存在能源过度开采和利用所导致的严重后果。从我国太阳能分布的角度上来讲,我国幅员辽阔,西部高原地区的太阳能资源充足,人口密度较低,为光伏发电技术的发展提供了可靠的地理和环境资源。

2太阳能光伏发电与并网技术的应用

2.1实现工作模式的有效转换

太阳能光伏发电系统主要是依托两种运行模式来开展相应的工作,具体来说相应的系统借助并网逆变模式以及独立逆变模式,使得系统能够顺应多样化的工作条件,以及满足相应的工作需求。具体来说,当相应的系统处于实时运转状态后两种模式会实现快速地转化,在此期间工作人员需要对各项关键零部件进行检测,例如对电网蓄电池以及太阳能电池所具备的电流电压值进行测验,确保相关设备能够正常、稳定地运转,使得相应的工作模式能够实现快速地转换。同时要实现并网发电,还需要满足太阳能电池电压时刻处于正常的状态,并且相应的电网电压也需要满足基本的数值要求,同时蓄电池内部的电压需要保持饱和的状态。只有满足上述的条件才能够使得并网发电作业能够安全、稳定地进行。此外,在对应的并网发电过程中,逆变器还应当实时地测量相应的电压值,来实现为交流负载以及相应的电网提供电能供给,在此期间,若电网出现相应的运行故障,则需要结合全方位的系统检验工作来排查故障问题,而此时则需要将并网逆变模式进一步转换为独立逆变模式,在该模式下可以实现向相应的负载提供稳定的电能,确保电源时刻处于供电状态来完成对整个电网的修护,在完成检修工作之后再将对应的模式变回为原有的并网逆变模式即可。

2.2光伏电源解合环

在当前太阳能光伏发电系统运转过程中,结合对应的逆变器设备能够确保对电网系统实施高效化、自动化的检验操作,并且完成对应的并网发电操作管理,确保对应的太阳能光伏发电系统能够稳定、高效地运转,而当需要进行相应的退网操作时,必须完成对光伏板的电流开关进行有效管控,将相应的直流开关进行断开处理之后再通过检验,确认相关设备停止运行之后再将逆变器另一侧的交流开关实施断路管控,根据实际的工作状况来对相关设备进行必要的停电处理,直到完全实现对整个光伏电源的断开处理即可。如果相应的开关处于打开或者是合并的情况,可以直接对逆变器进行停止处理,或者是直接断开交流开关,也具备类似的管控功效,但是仅限于当前并网容量较小的状况时才能够执行相应的操作。如果当相应的装置或整个电网体系出现较大的安全事故时,则需要实现对电源进行必要的退网处理,在退网处理的过程中同样需要实现对逆变器设备以及相关保护装置的管理、管控,以及进行必要的检测操作,避免相应的事故影响范围扩大。

4太阳能光伏发电技术的发展趋势

4.1光伏材料成本的进一步控制

从太阳能光伏发电技术的发展历史上来看,影响该技术进一步发展的主要原因是光伏材料成本较高。一方面,高转换率的光伏单晶硅电池板成本较高;另一方面,低转换率的光伏单晶硅电池板很难满足市场的实际需求。从光伏材料光电转换效率的角度来讲,光电转换效率越高,意味着光伏电池板的生产能力和稳定性越强。根据研究人员的计算,光电转换效率在63.2%左右可以为光伏发电替代传统化石能源提供可靠的技术基础。但在实际应用的过程中,多数光伏单晶硅电池板的转换率在10%~15%,其转换效率远低于市场的实际需求。虽然技术能力较高的生产企业可以将光伏转换率提升到45%左右,但由于高昂的生产成本,无法进行有效的市场化。

4.2光伏电站建设的进一步发展

现阶段我国光伏发电行业得到快速发展,是因为太阳能集中在人口较为稀少的区域,可以建设规模较大的地面光伏发电站,以满足其市场化的需求。但同时,对土地资源的大量需求,使光伏电站的进一步推广受到制约。因此,研究人员发明了农光互补、林光互补等分布式的发电站类型,可以充分利用空间建设小型光伏发电站,从而减少对土地资源的需求。但这种光伏发电站的维护难度较大,一般居民不具备维护光伏发电站的能力,在推广的过程中,面临技术、环境、政策等多方面的阻碍。现阶段,我国对地面光伏发电区域的规划依然存在不合理和不深入的问题。交通不便的西北部高海拔区域并没有得到充分利用,由于配套基础设施的问题,并没有将地面光伏发电站充分引入该区域的光伏电站建设过程中。总而言之,我国现阶段的光伏电站建设没有充分利用我国的太阳能资源,大规模地面发电站没有在太阳能较充足、人口较稀少的区域发展;同时,分布式小型光伏发电站的市场化运行模式依然待完善。未来,研究人员会集中主要力量解决这些问题,促进光伏发电站的进一步建设。总体上来说,我国的太阳能光伏电站建设依然具有较广阔的前景,无论是土地资源的利用程度还是分布式光伏电站技术的利用状况,均具有广阔的发展空间,光伏发电技术的有效利用拥有良好的资源基础。

结语

太阳能光伏发电并网技术在当今光伏产业的使用相对较为常见,但是对相关技术的使用或多或少还存在相应的局限性,例如系统的自动化、智能化程度还有待进一步提升。新时期相关行业的工作人员应当进行不断地发展、探究,对相关技术进行持续优化和改进,实现更加长远的稳定发展。

参考文献

[1]肖安南,张蔚翔,张超,等.含光伏发电与储能的配电网基于源-网-荷互动模式下电压安全最优控制策略[J].电力科学与技术学报,2020,35(2):8.

[2]乔颖,孙荣富,丁然,等.基于数据增强的分布式光伏电站群短期功率预测(二):网格化预测[J].电网技术,2021,38(9):7.

[3]李洪珠,刘飞扬,李洪璠,等.应用于分布式单相光伏并网发电系统的组合双极性直流变换器[J].高电压技术,2020,46(11):9.

[4]谢莹.农村分布式光伏发电并网的关键技术分析[J].集成电路应用,2020,37(04):48-50.

[5]赵争鸣,贺凡波,雷一,田琦.光伏并网发电若干关键技术分析与综述[J].电力电子技术,2021,47(03):1-7.