1 太阳能光伏发电与并网技术概述
太阳能是一种新型的清洁型、可再生资源,在光伏发电并网技术中得到了广泛应用。所谓太阳能光伏发电就是利用光伏板实现太阳能到电能的转化,从而为社会经济发展提供可靠的能源保障。随着太阳能发电技术的不断成熟发展,其运行方式更迭变化,如独立运行、并网运行等等,逐渐成为我国电力产业发展的中坚力量。太阳能光伏并网发电在满足电力供应需求的同时,还具有较高的经济性与环保性。不仅可以减少发电机的使用数量,同时还能节能减排,削弱对生态环境的破坏程度。特别是在光照充足的区域,还可以事先对太阳能的状态进行预判,进一步提高能源利用效率。
2 太阳能光伏发电并网技术应用
2.1 子系统
太阳能光伏发电并网系统由多个子系统组成,例如光伏模块、逆变并网以及直流配电等。在多个子系统中,逆变并网最为重要,该模块能够将系统中的三相交流电接入至升压变压器之中,能够促进能量的并网转化,可以和电网系统实现相互之间的的耦合,并扩展太阳能的应用范围。
2.2 主设备
在太阳能光伏发电并网中,主设备是维持系统运转的重要构成。接下来通过分析并网逆变器来阐述发电并网技术的实际应用情况。作为系统核心,并网逆变器的选择值得探究:首先需要具备容量大的特性,其次能够和并系统有较高的匹配度,如此一来才能提升并网逆变器的工作效率。当并网逆变器处于工作状态时,需要对直流配电进行监测,此举能够保障并网逆变器的工作安全性,与此同时,连接至电池组件的并网逆变器还能够起到分散并网发电系统的作用,使其以独立的形式存在,用于提升整个系统的稳定性与可靠性。
2.3 保护措施
实际运行过程中,高温因素会对太阳能光伏发电并网技术造成干扰,增加跳闸风险。特别是对于高、低压开关柜而言,过电流或者过电压现象的发生,会对设备造成严重损坏。因此,在太阳能光伏发电并网系统内,应配置继电保护装置以及安全自动反事故措施,对并网系统实行全面监控,避免组件损坏。还是以并网逆变器为例,其自动保护措施应在过载、孤岛等现象出现时,进行自动化脱离,保证光伏发电并网系统得以安全运行。
2.4 防雷系统
防雷系统,顾名思义,主要用于避免雷击问题。太阳能光伏发电并网系统在遭受雷击后,组件损伤面积较大,给维修带来一定难度。因此,应全面贯彻防雷规范,实现接地标准化。比如说,在变电站的屋顶,安装避雷措施,有效避免雷击对并网系统造成的严重破坏。避雷带是应用较为广泛的避雷装置之一,在安装过程中,通常采用环形安装,并对引下线进行独立设计,以提高发电并网系统中电气设备接地的科学性。对于变压器这类设备,应执行外壳接地方式,从部分到整体,充分发挥防雷系统的作用,为光伏发电并网技术的应用提供安全保障的同时,进一步提高太阳能的转换效率。
2.5 直流保护设备
直流保护设备通常是放置在光伏板与逆变器之间,借助空气开关来实现保护的功效,光伏板普遍使用特殊材料制成,但是相应的材料在承受较大的电流负载时可能会出现鼓裂现象,易于造成安全事故,而为了使得太阳能光伏发电系统能够更加安全、稳定地运转,需要配置必要的直流保护器,当设备出现运行异常时借助空气开关有效地断开连接,从而实现对设备的保护,但是空气开关必须要具备较高的灵敏度,能够满足设备运行的需求。
2.6 升压系统
应用光伏发电并网技术时,为了满足能量转换额定电压的要求,需要由升压系统进行有效处理。作为并网的重要组成部分,升压系统在应用时还需要配置好升压变压器,只有根据系统的实际发电量才能选定合适的升压变压器类型。举例来讲,使用箱型干式变压器对提升升压系统稳定性具有较好的作用。从结构上来看,升压变电站可分为上下两层,上层是逆变工作室,主要用来监测逆变器的平稳运行;下层是配电工作室,主要用来向升压系统提供电力来源。
2.7 并网混合供电系统
相应的并网混合供电系统将整个光伏发电系统中的光伏阵列、油机、电网进行有效整合,形成一套体系化的供电系统。相应的系统能够实现持续的电源供给,提高了对负载的供电保障率,同时相关技术所涉及的内容也相对较多,但是结合相关技术的使用同样具备较高的稳定性和可靠性,在实际的运用过程中结合专项化的电脑芯片实现对整个系统的有效管控,同时还能够完成对各种资源的综合使用,保障系统能够稳定地运转。并且在现有的并网混合供电系统中,能够对蓄电池进行充电处理,提高对能量的使用效率,当发生运行故障时并网混合供电系统也能够具备基本的断网管控功效,并且相关系统自主独立工作能力相对较强,能够保障系统能够正常、稳定地运转,当故障解除之后则自动接入并网模式。
2.8 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。
2.9 谐波
在发电并网系统中进行的能量转换符合电网的电能需求,同时也需要符合以下条件:一,并网中的电流与电网中的电流应保持频率和相位上的一致;二,都应该属于正弦波。当并网和电网产生相互作用后,可能会在并网系统中引发谐波,从而造成污染。目前,电网工作对电网谐波已经有了明确的规定,即在应用发电并网技术时,需要对谐波问题作深入研究。不仅要对谐波进行细致分析,评估谐波对并网系统造成的损害,而且还应该在接入系统之前,对谐波电流进行合规检测,只有让电流达到预定标准才能开展后续操作。如果谐波已经产生了干扰作用,就需要安装滤波器来剔除谐波。
3 结束语
在能源不断发生损耗的过程中,开发利用新能源的发展趋势也变得更加迫切和明显。太阳能光伏发电技术是提供电力能源的一项重要技术,在不断的发展过程中承担着越来越重要的责任。只有不断完善该技术应用,才能真正实现资源节约型社会。
参考文献:
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