当前,全球范围内都面临着资源短缺、环境污染严重等问题,而且这些问题将会在未来变得更加严峻。因此,我们需要找到有效的方式来解决这些问题。太阳能资源具有来源广泛、无污染、可再生等优势,因此其应用价值获得了人们的广泛认可,并在很多领域获得了广泛的应用。其中,太阳能光伏发电并网技术就是在太阳能这种绿色资源的基础上发展起来的一种比较常用的技术,这项技术具有保护环境、节约资源等优势,近些年来获得了不断的优化,应用也日益广泛。这种技术主要就是依靠太阳能发电,进而为人们提供生产生活所需要的电能,与此同时还节能环保。
1、光伏发电技术的概述
1.1、光伏发电的背景与意义
由于化石能源日渐枯竭,以及能源转化过程中产生的排放物对环境的污染,再次引发了世界对绿色可再生能源的关注和重视。2014年国家可再生能源中心和能源基金会适时介绍了《中国2050年高比例可再生能源发展情景暨途径研究》项目,其研究成果显示,在2050年或者更早时间能够实现高比例可再生能源发展,即可再生能源占一次能源消费比例超过60%。其中,风电和太阳能这类清洁能源的装机容量也会逐年上升,最终可再生能源将代替化石能源在能源供应中的主导地位。
1.2、我国光伏发电的发展近况
从上个世纪九十年代开始,我国通过与西方国家合作,在西部各个省份相继建成了数个独立光伏发电工程,扶持了一部分自然条件差,无电边远地区。近些年,我国颁布了一系列的法律、法规,促进了光伏产业的发展,光伏组件的成本日益降低,光伏电站的装机容量开始向百兆瓦级甚至千兆瓦级发展,与建筑物屋顶以及墙面结合的分布式光伏并网发电系统也逐步走进人们的视野。
1.3、光伏并网发电系统分类与组成
当前太阳能无疑受到了十分广泛的关注,但是其利用情况并不乐观,光伏发电技术仍需进一步完善和提升。在进行光伏发电系统进行研究时,需要将精力重点放在光伏发电技术的提升上,促进其发电效率的提高,进而解决光伏发电系统构建成本高、发电效率低的问题。在太阳能资源获得广泛应用的背景下,太阳能光伏发电系统日益完善。此系统的构成部分主要包括蓄电池组、充电控制期、逆变电源、太阳能电池组件、交流输出等。其中充电控制器和逆变器是作为控制保护系统。太阳能电池组件、蓄电池组是作为电源系统,用电负载是系统的终端。通过上述各个部件的相互配合,促进系统的正常运行。如果其中一个部件存在问题,系统的稳定性将无法获得保障。
2、 太阳能光伏发电并网技术系统的设计组成
2.1、子系统的构成
太阳能光伏发电系统的各个子系统都是相对独立的,均是由光伏子系统、直流监测配电系统以及并网逆变器系统等构成,将各个子系统的进行有机结合后,再进行380V三相交流电接至升压变,最后进入供电网络。
2.2、主设备选型
在大多数情况下,单台逆变器的容量越大,单位造价就会相对较低,但是当单台逆变器容量过大时,一旦出现故障就会对整个电网系统产生重大的影响,因此需要依据光伏组件安装场地的真实状况,选取适合额定电量的并网型逆变器。在当前国内生产的并网逆变器单台容量最大可以达到500kVA,但是100kVA及以上的产品的运行不足。为确保光伏发电场能够稳定、经济的运行,并网型逆变器能通过分散成组相对独立并网的方式,这就能够促进整个光伏发电系统的顺畅运营。并网型逆变器需要过、欠电压,过、欠频率,进行短路保护,防孤岛效应,逆向功率保护等保护方式。每个逆变器都需要连接到多个串光伏电池组件,而这些电池组件可以利用直流监测配电箱连接到逆变器。直流监测配电箱内部安装的有组串电流监测单元,能够起到对各组串电流的监测作用,还能运用数据格式将整个电流监测信息传送到逆变器控制器中。
2.3、10kV升压系统电气部分
10kV升压变电站的升压变压器额定容量、电压比、低压进线回数以及电容器都需要依据发电量的设计情况进行设计安排。电气综合室需要进行分层布置,最底层主要是配电装置室、电容器室,而上层则为逆变室,安装有监控屏和逆变器屏。在升压变压器上选择的是箱型干式变压器,容量依据相关设计进行变更;而低压进线柜选择的是低压抽出式开关柜;高压出线柜则使用的是中置式空气绝缘开关柜。
3、重难点分析
3.1、谐波
并网逆变器在转换电能的过程中,将会产生大量的谐波。因此,在应用此技术时,需要严格、实时的检测技术的使用情况,进而能够对畸变率进行有效的控制和把握。在系统运行的过程中,如果将直流电并入电网中,形成的电压畸变率是符合相关的要求的。但是,再将电压并入电流的过程中,在接入点位置将会产生大量谐波,金额造成电压畸变率超标,不能满足相关的标准和要求。这是必须实时、严格检测技术应用的主要原因。
3.2、电压波动
光照强度等因素将会对系统的输出功率产生一定的影响。但是由于光照强度将会受到自然因素的影响,进而导致输出功率不是十分稳定。我国电网部门出台的相关规定中指出,电力系统输出电压发生偏差的正常范围在-7%至-7%。因此,在应用技术的过程中,需要对电网中发生瞬间脱离而对系统电压造成的影响,进行深入详细的分析,进而为系统的安全、可靠运行提高保障。
3.3、无功平衡
光伏系统的功率因数可以达到0.98以上,属于纯有功输出范畴。从现行规定可知,为确保无功补偿能满足按照分层分区进行就地平衡的基本原则,光伏系统必须进行无功补偿,以此满足公共电网对无功提出的具体要求,保证电能质量,避免产生较大的线损。如果光伏系统采用10kV的电压与系统相接,则高压侧的功率因数主要处在0.85~0.98范围内,为达到就地平衡目的,光伏系统需要以装机容量为依据进行无功补偿,一般按装机容量60%控制。具体的工程当中,需要综合考虑公共电网实际情况与用电负载,以此为无功平衡设计提供可靠的参考依据。
4、提高太阳能光伏发电并网系统发电效率的措施
现阶段太阳能光伏发电在太阳能充足地区中的应用较为广泛,但是由于太阳能光伏发电项目是一个新兴产业,则需要我们要投入更多的精力和时间去研究太阳能电池板的新材料,因为太阳能电池板对太阳能光伏发电效率有着直接影响。其次,我们应该通过研究太阳能光伏发电设备中太阳能电池板的阵列优化组合,来提高太阳能光伏发电设备的整体发电效率,同时受到太阳能光伏发电项目逐渐推广的影响,针对太阳能发电并网技术的研究也要开始加快步伐,这样才能使太阳能光伏发电为促进我国社会的发展做出重要贡献。
5、结束语
综上所述,太阳能光伏发电技术是充分利用太阳能这种新能源而研发的,这项技术可以为我们的生产生活带来更多的电能,同时具有环保的作用,可以降低经济成本,值得进行深入的研究和广泛的使用。但是在实际的应用过程中,不可避免的存在一些应用上的难点和重点,为了促进此技术利用率的提高和利用效果的改善,需要相关人员继续深化对改价似乎实际应用的研究,不断的完善此技术,进而使其可以更好的发挥自己的应用价值。
参考文献:
[1]常德龙.太阳能光伏发电并网技术的应用[J].商品与质量,2016,(25):38-38,39
[2]张银鸽.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].城市建设理论研究(电子版),2016,(9):265-265
[3]郭佳佳,呼和,郭继旺等.太阳能光伏发电并网技术的应用分析[J].科技风,2016,(2):88