光伏并網發電系統的關鍵技術分析

摘 要：光伏并網發電系統的核心是將太陽光的光能轉化成電能，屬于新能源利用的范疇。光伏并網發電降低了傳統能源的供應規模，推進了新能源的開發速度。光伏并網發電系統的構建，是建立在多項技術的基礎上，其在電能供應中占有很重要的比重，提供優質的新能源。所以文章以光伏并網發電系統為研究對象，分析關鍵技術的應用。

關鍵詞：光伏并網發電；關鍵技術；孤島

光伏并網發電系統，通過可靠的技術，融入到現代電網中，同時預防電網對光伏并網發電系統的影響。光伏并網發電系統對應用技術的要求比較高，考慮到電網的未來發展，應該注重并網發電系統的安全建設，深化各項技術的應用，調整光伏并網發電系統在電網中的結構，保障光伏發電的穩定性，體現技術應用的實踐價值。

1 光伏并網發電系統的設計

光伏并網發電系統，屬于光伏發電系統的一個項目，通過逆變器接入到電網內，共同供應社會用電[1]。并網光伏發電系統的結構構成如圖1所示，光伏電池陣列，用于收集太陽能，其可架設在高層建筑的頂部，確保光伏并網發電系統具有充足的太陽能光源。DC/DC，為功率跟蹤器，促使光伏并網發電系統內的功率能夠保持在最佳狀態，圖1是有蓄電池環節的系統，使光伏并網發電系統具有可調度的特點，完成電能儲藏，同時也增加了DC/AC的工作負擔。DC/AC是指光伏發電系統與電網系統相連接所用的逆變器，光伏發電系統可以穩定地連接到電網系統內。大量分布式發電系統接入到電網內，加快了電網智能化的建設進程，尤其是光伏并網發電系統的設計，拓寬了社會對太陽能資源的使用范圍，緩解了傳統電能的供應壓力。

2 光伏并網發電系統中的關鍵技術

結合光伏并網發電系統的設計，例舉比較關鍵的技術，用于提高光伏并網發電系統的能力。

2.1 最大功率點跟蹤技術

最大功率點跟蹤技術，輔助光伏并網發電系統達到最大的功率狀態。此項技術中，采用了兩種方法，實現功率跟蹤。

2.1.1 電導增量法。此類方法的原理是：根據光伏并網發電系統的運行狀態，得出瞬時電導的數據，通過分析電導的變化量，明確系統中的最大功率點。

2.1.2 擾動觀察法。擾動觀察法的方式比較簡單，其在光伏并網發電系統內，引入小擾動，觀察并比對波動的狀態，結合擾動變化的方式，主動調節光伏并網發電系統的工作方式[2]。例如：光伏并網發電系統內，設定△V擾動，根據P=VI公式，計算出光伏并網的功率，比對△V擾動前后的功率P、P`，如果P>P`，表明△V降低了并網功率，相反，如果P

2.2 并網逆變器控制技術

光伏并網發電系統中的并網逆變器控制技術，采用的是PID控制器，通過控制輸出的電流，確保光伏并網發電系統與電網保持同頻的電流。PID在光伏并網發電系統中，采用直接+間接控制的方式，直接控制輔助于間接控制，彌補間接控制的缺陷。PID控制技術，有利于提高光伏并網發電系統的動態性，其可按照并網電流的指令，控制運行電流的傳輸，同時保持光伏并網內的電壓穩定，促使光伏并網發電系統迅速達到最佳功率的狀態。并網逆變器控制技術在PID的作用下，分為電流內環和電壓環設計，目的是提升光伏并網發電系統的運行效率。

2.3 分布式電源并網技術

分布式電源并網技術在光伏并網發電系統中的應用，能夠提高供電的可靠性，保障光伏發電啟停操作的靈活性[3]。我國光伏并網發電系統中，引入分布式電源并網技術，用于平衡并網中的傳輸負荷，降低傳輸過程中的負荷損失，實現電力的就近輸送和就近供應，解決了長距離電網供電的問題。分布式電源并網技術，其可實現光伏并網發電系統的間歇性，檢測光伏并網發電系統的高峰期與低谷期，利用分布式電源，實現儲能和調用。例如：分布式電源在光伏并網發電的高峰期，提供定量的存儲電能，而且分布式電源能夠在光伏并網中，允許電壓變化范圍中的最小負荷位置，給與儲能補充，實現高效率的緩沖應用。分布式電源并網技術的優勢雖然多，但是很容易在光伏并網發電系統中引起安全問題，如：繼電保護風險、過電壓等，因此，分布式電源并網技術應用時，還要注重技術安全的控制。電力企業在光伏并網發電系統中采用分布式電源并網技術時，以《分布式功能系統工程技術規程》為標準，先解決分布式電源并網規范上的問題，全面預防規格、參數風險，再進行技術缺陷的改進，支持光伏并網發電系統的應用與發展，保障光伏并網發電的安全性、可靠性，推進智能電網的建設。

3 光伏并網發電系統中的安全保護技術

光伏并網發電系統的運行過程中，很容易發生孤島效應，當電網系統斷電時，光伏并網在逆變器的作用下，形成獨立的供電系統，引起供電孤島[4]。為了光伏并網發電系統的安全性，提出防孤島保護的措施，一旦防孤島保護檢測到潛在的孤島效應，會在2s內完成逆變器解列，預防孤島破壞。防孤島保護措施中，可以分為主動檢測和被動檢測兩種方法，文章以主動檢測為例，分析防孤島保護在光伏并網發電系統中的應用。防孤島保護的主動檢測中，對逆變器有一定的要求，主動檢測逆變器在孤島效應中的反應時間，具體判斷標準如表1所示。

按照表1所述的標準，針對光伏并網發電系統內的防孤島保護，設計頻率檢測方法，使防孤島保護主動檢測電網內的頻率變化，逆變器能夠在規定的時間內完成防孤島保護。防孤島保護對主動檢測方法的應用，可以借助仿真實驗，觀察電網內的負載數據，預測電網是否潛在斷電的可能性，進而控制逆變器，保護光伏并網發電系統。孤島效應對光伏并網發電系統的危害比較大，不僅影響了系統的供電效益，還能引發安全事故，無法保障工作人員的安全，所以防孤島保護是光伏并網發電系統中不可缺少的安全保護技術，避免光伏并網發電系統受到電網的影響，維護光伏并網的可靠性。

4 結束語

光伏并網發電系統，朝向成熟化的方向發展，逐漸成為電網系統的重要組成部分。光伏并網發電系統內的關鍵技術，需要根據系統設計進行規劃設計，以免影響并網的運行效率，同時還要落實安全保護技術，預防光伏并網發電系統的風險事故。完善關鍵技術在光伏并網中的應用，推進系統技術的應用，保障光伏并網發電系統的優質性。

參考文獻

[1]趙杰.光伏發電并網系統的相關技術研究[D].天津大學，2012.

[2]郭勇.光伏并網發電系統關鍵技術研究[D].南京航空航天大學，2010. [3]肖華鋒.光伏發電高效利用的關鍵技術研究[D].南京航空航天大學，2010.