邢堯

摘要：本文將首先對于太陽能發(fā)電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)容進行介紹，其次從幾個不同的方面詳細分析了關(guān)于太陽能發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，最后為了能夠防止其他外部環(huán)境對于系統(tǒng)的干擾和影響，筆者介紹了幾種比較重要的外部影響因素。

關(guān)鍵詞：太陽能;發(fā)電網(wǎng)系統(tǒng);關(guān)鍵技術(shù)

隨著世界能源的日益緊張，當前很多的國家和政府都在研發(fā)一種比較新型的發(fā)電技術(shù)希望能夠取代傳統(tǒng)的能源使用，減少對于周圍的環(huán)境污染，當前太陽能發(fā)電技術(shù)就是一種比較科學(xué)，新穎的發(fā)電技術(shù)，并且在使用的過程中對于自然的損害很低。

一、太陽能發(fā)電網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)容介紹

（一）太陽能并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)主要內(nèi)容

太陽能并網(wǎng)發(fā)電的主要工作原理在于機器在搜集太陽能之后不經(jīng)過一般的蓄電池直接在并網(wǎng)的逆變器中轉(zhuǎn)換為電流，將交流電輸送到電網(wǎng)中，目前我國主要的研究目標是直流并網(wǎng)，這是目前很多可再生能源的研究方向，更是能源利用技術(shù)進步的主要體現(xiàn)。主要的發(fā)電技術(shù)原理如下系統(tǒng)能夠在光生伏特效應(yīng)的作用下將太陽能的輻射能量轉(zhuǎn)換為可以使用的直流電能，在逆變器的作用下將交流電并入電網(wǎng)的發(fā)電系統(tǒng)，這個系統(tǒng)主要由光伏陣列和逆變器兩個部分組成。因為太陽能的電池板組成是比較靈活的。所以非常方便工作人員根據(jù)實際需求的不同對于太陽能版面進行拆卸和組合，同時系統(tǒng)還兼顧防風，防雨，防爆等多個功能[1]。

（二）太陽能發(fā)電系統(tǒng)的主要實現(xiàn)方式

從當前太陽能電網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)所能夠?qū)崿F(xiàn)的實際經(jīng)濟效益來看，當前的發(fā)電系統(tǒng)在能夠?qū)崿F(xiàn)同等經(jīng)濟效益的情況下，還具有清潔高效，低成本的特點。因為太陽能發(fā)電網(wǎng)在運行的過程中主要利用的都是可以再生的能源，所以一般情況下都是不需要蓄電池進行儲存的。這種供電的方式不僅可以減少對于周圍環(huán)境的污染，同時還能夠防止蓄電池對于環(huán)境的二次破壞，并且在工作的過程中系統(tǒng)能夠和周圍的建筑物實現(xiàn)高效的協(xié)調(diào)功能。

二、太陽能發(fā)電網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)

（一）干擾觀察法

這種技術(shù)方法主要的原理在于通過周期性的改變光伏排列方式去輸出電壓，根據(jù)每一個機組的輸出變化頻率去判斷光伏系統(tǒng)應(yīng)該輸出電壓的方向，保證輸出的功率能夠達到最大化。這種發(fā)電技術(shù)的技術(shù)要求不高，并且非常方便施工人員的操作，但是這種方法存在的比較大的缺點在于在最大功率進行波動的時候，會損耗較大的電能，并且簡單的操作方式直接決定了機器的反應(yīng)速度是比較慢的，并且精度非常低。還需要注意的一點在于一旦外部的光照環(huán)境發(fā)生了較大的改變這種方法將會很難應(yīng)對[2]。

（二）通電增量法

通電增量法主要的工作原理是能夠比較光伏陣列中的電導(dǎo)增量和瞬時導(dǎo)值從而改變需要控制信號的方向并且對于最大功率進行跟蹤記錄。相比于前一種方法這種方法的電導(dǎo)增量是比較強的，并且系統(tǒng)機器的反應(yīng)速度比較快，產(chǎn)生波動的幾率比較小，但是這種系統(tǒng)當前存在的唯一缺點在于系統(tǒng)硬件對于自身傳感器的精確度要求較高，所以造價也就高于一般性的機器，這也是該方法目前還沒有普及利用的原因之一。

（三）保持電壓

恒定電壓追蹤的方法主要的工作原理在于能夠在不同的光照強度之下保證發(fā)電組件的輸出電壓是不變的，并且還能夠在這個過程中以最大的電功率輸出。但是這種工作的方式需要提供一個外部溫度比較穩(wěn)定的環(huán)境，但是在實際的工作中溫度肯定是不穩(wěn)定的，這也就會造成較大的電能損失，當太陽能的外部溫度升高比較明顯時，伏安曲線可能和系統(tǒng)預(yù)先的工作電壓不存在交集，這也就會導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生震蕩的情況。

為了能夠克服這種情況，工作人員需要控制溫度對于環(huán)境系統(tǒng)的影響，所以可以實現(xiàn)將光伏陣列在不同溫度下的最大功率指數(shù)記錄在控制體系中，當控制器在工作的時候可以檢測出光伏陣列的溫度，從而選擇一個合適的電壓強渡。或者還可以在太陽能的發(fā)電系統(tǒng)中去增加一個和光伏陣列具有相似特性的光伏電池模塊，并且在運行的過程中檢測開路的電壓，從而計算出在最大功率情況下太陽能系統(tǒng)的最大電壓特點，增加系統(tǒng)安全穩(wěn)定的性能[3]。

（四）抗孤島保護技術(shù)

首先孤島效應(yīng)的主要概念在于檢修人員在維護機器設(shè)備的過程中深陷對于自身造成損害的電源附近，這也就需要后面的并網(wǎng)系統(tǒng)進行電網(wǎng)頻率和電壓時時檢測的工作，同時在電網(wǎng)發(fā)生異常事故的時候能夠及時斷開工作連接。在很多的實際工作中逆變器的實際輸出電流和系統(tǒng)的標準需求總是存在一定出入的，或者部分系統(tǒng)的內(nèi)部電壓處于一個嚴重超標的情況，所以為了能夠防止這種情況的發(fā)生，可以在系統(tǒng)中引入PWM逆變控制器，將載波的幅度能夠和電壓的變化相適應(yīng)，并且建立一個電壓控制的實際模型減少孤島效應(yīng)的發(fā)生頻率。

三、太陽能發(fā)電過程中的主要影響因素

太陽能發(fā)電系統(tǒng)在運作的過程中因為引用的是傳統(tǒng)的電網(wǎng)接入方式，需要在工作的過程中根據(jù)環(huán)境的變化做出適當?shù)恼{(diào)度，這些影響主要分為以下幾個方面的內(nèi)容：

（一）光照環(huán)境影響

因為太陽能發(fā)電的主要來源是太陽提供的熱量，但是外部的太陽能畢竟屬于一個外部的因素，是處于一個時刻不穩(wěn)定的狀態(tài)，不僅受到地球自轉(zhuǎn)的影響還會受到外部自然天氣的影響，這些因素都會導(dǎo)致最終的輸出功率不穩(wěn)定，具有比較強的波動性。

（二）調(diào)峰能力影響

太陽能電網(wǎng)在工作的過程中需要時刻去調(diào)整電網(wǎng)中其他能源的組成電流，提供足夠的負荷去保證能夠完整發(fā)電，所以當主系統(tǒng)受到天氣等外部環(huán)境影響的時候，需要其他部分能夠及時提供補償，保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

（三）其他因素干擾

太陽能在將自然能源轉(zhuǎn)換為電能源的過程中可能會在電網(wǎng)中造成一定的各種擾動。因為分布式的電源在不穩(wěn)定的情況下需要進行不間斷的重啟活動，這也就會導(dǎo)致周邊的其他系統(tǒng)出現(xiàn)局部不協(xié)調(diào)的情況，非常有可能會直接或者間接地導(dǎo)致電壓出現(xiàn)閃變的情況。因此為了能夠維護系統(tǒng)的穩(wěn)定運行通常都會在分布式的電網(wǎng)中設(shè)置大量的電力電子裝置防止電網(wǎng)中的電流或者電壓出現(xiàn)大規(guī)模的畸變，產(chǎn)生諧波污染的后果，當這種情況出現(xiàn)在電子逆變器之中非常導(dǎo)致三項電流出現(xiàn)不穩(wěn)定，輸出功率波動的情況[4]。

四、結(jié)束語

綜上所述，太陽能發(fā)電技術(shù)當前作為人類已知的最為方便的發(fā)電設(shè)備，具有高效清潔，環(huán)保等特點，隨著經(jīng)濟的不斷發(fā)展，這種技術(shù)在未來一定會應(yīng)用于更多的行業(yè)，筆者希望能夠通過本文讓更多的讀者去了解太陽能并電網(wǎng)的主要技術(shù)原理。

參考文獻：

[1]黃宏章. 太陽能光伏發(fā)電逆變系統(tǒng)開發(fā)及并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)研究[J]. 日用電器， 2017（8）：22-25.

[2]許獻岐， XUXian-qi. 船舶光伏發(fā)電并網(wǎng)及其關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用初探[J]. 電氣傳動， 2015， 45（8）：77-80.

[3]徐景杰. 分析太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用[J]. 低碳世界， 2018（10）：74-75.

（作者單位：遼寧太陽能研究應(yīng)用有限公司）