光伏發電系統關鍵技術的相關探討

張延敬

（國網山東省電力公司冠縣供電公司，山東聊城，252500）

0 引言

隨著能源使用量的不斷增加，傳統能源提供應用需要的過程中存在少量、非清潔等方面的不足，因此，光伏發電技術應運而生，光伏發電系統發揮關鍵技術的應用優勢，充分利用太陽能資源，通過太陽能資源向電能資源的不斷轉化滿足能源使用需要，這不僅為新能源開發進行瓶頸突破，而且還能減少環境污染。由此可見，本文針對這一論題展開具體探究，這對關鍵技術高效應用有重要作用，同時，還能解決能源供應緊張這一現實問題。

1 光伏發電系統介紹

1.1 應用現狀

現如今，社會發展面臨資源不足、環境惡化這一現實問題，解決這一問題的過程中將關注點投放在新能源開發方面，其中，光伏發電在關注、探究的范圍內，雖然這種形式的能源開發會花費較高成本，但隨著先進技術的不斷應用，光伏發電具有良好的應用前景。為了實現環境保護、資源節約這一發展目標，各國研究學者不斷努力，齊心協力研究光伏發電關鍵技術，盡可能的提高技術可行性，確保光伏發電占有較高比例于新能源結構中。我國正處于光伏發電系統關鍵技術研究的重要時期，要想擴大市場規模，應加強技術投入以及政策支持，盡可能的縮小與發達國家間的差距[1]。

1.2 基本分類

系統分類主要有三種類型，第一種即獨立型，第二種即并網型，第三種即混合型，不同類型的光伏發電系統在結構方面不相一致，其中，并網型光伏發電系統細分為兩種形式，這種類型的系統結構對居民用戶有重要影響。三種類型系統相對比而言，混合型系統結構最為復雜，它主要負責能量管理。

2 系統設計

設計分析光伏發電系統，不僅能夠提供太陽能資源利用率，而且還能減少傳統能源使用數量，進而緩解能源緊張供應這一現狀。系統供電主要借助逆變器設備，系統組成結構主要包括光伏電池陣列、DC/DC（功率跟蹤器）、蓄電池組、DC/DA（逆變器）、交流負載、交流電網等部分，其中，第一部分設置于建筑物上方，主要用來收集太陽能資源，即用來供應充足的太陽能；第二部分主要控制系統功率，確保功率達到最佳應用狀態；第三部分主要用來進行系統調度，確保電能成功存儲，但這一操作也增加了功率跟蹤器應用壓力；第四部分在系統連接方面發揮重要作用。

3 關鍵技術分析

探究光伏發電系統關鍵技術，能夠在了解關鍵技術的基礎上提高關鍵技術應用率，進而間接彰顯光伏發電系統應用功能，這不僅能夠減少能源浪費，而且還能促進社會穩定發展，有利于優化光伏電網運行效果，大大提高關鍵技術應用范圍。

3.1 分布式電源并網技術

該技術簡稱為DER，技術運行的一體化特點十分明顯，它無需借助其他接入設備就能實現配電網的順利引進。這一技術在電壓為220V的配電網中最為常用，此外，電壓為380V的配電網中也較為適用，在特定電壓的配電網中應用該技術，能夠提高能源分配率，實現能源節約這一目標，與此同時，還能減少能源消耗。接入方案：分布式電源并網技術應用于配電網內部，應分析技術容量和配電網的匹配效果，如果二者匹配程度較低，那么技術應用優勢不能全面彰顯，技術容量小于245kVA時，此時應接入400v配電網，從中能夠看出，設計合理的接入計劃以及連接方式是十分必要的。此外，應為其提供并網保護，此時孤島裝置應科學設置，確保其保護功能全面發揮，為發電系統提供全面的安全性保護，保護工作開展的同時，一旦檢測危險被預知，那么分布式光伏供電會被即可切斷，這對運維人員生命安全保障、電壓穩定供應有重要作用。接入標準：技術接入的過程中，應嚴格按照相關標準進行，與此同時，還應參考相關技術指導章程，確保其與配電網順利連接，引導系統平穩運行。只有遵循相關章程和標準，才能規范接入行為，降低接入失誤率，并且電能質量能夠得到優化，電壓偏差問題能夠有效處理，確保數據保持穩定狀態[2]。

3.2 最大功率點跟蹤技術

該技術主要以系統環境分析為應用目標，針對并網影響因素具體研究，如溫度因素、日照因素等，并根據探究結果準確繪制曲線圖，通過觀察曲線變化情況了解最大功率點變化情況。這一技術與系統運行速度息息相關，常用跟蹤方法主要有兩種，第一種即電導增量法，第二種方法即擾動觀察法，其中，電導增量法：關鍵影響因素主要包括變化量和電導數據兩方面，通過這一方法分析曲線變化情況，以及電網發電效果，方法應用的過程中應明確閾值，閾值范圍確定后，找到最大功率點。擾動觀察法：應用這一方法設計小型擾動，設計完成后對比分析并網狀態，明確最大功率點具體位置，該方法能夠對電壓合理控制，根據得到的電壓差值分析功率跟蹤狀態。

3.3 并網發電功率預測技術

針對并網發電功率具體分析，能夠降低外界因素對其產生的干擾，有利于優化系統性能，分析預測方法主要有兩種，分別為直接式和間接式，根據系統運行需要選用適合的預測方法，最終確定影響因素。常見影響因素主要為云量、照射角度、照射時間，影響因素確定后，進一步分析系統轉化率、發電功率，借助數據模型完成數據統計、處理和預測。其中，云量過多會降低發電功率，大大提高發電效率，從中能夠看出，根據云量多少合理設置發電裝置，這能大大提高太陽能資源利用率，加快太陽能向電能的轉化速度。

3.4 并網逆變器控制技術

該技術之所以能夠發揮應用優勢，主要得益于逆變器設備，這一設備能夠大大提高系統應用靈活性，同時，這一技術還能及時迎合工程發展需要，引導太陽能投入最佳的轉換狀態，提高太陽能資源利用率。其中，逆變器還能適時調整系統工作模式，通過直接方法或者間接方法完成電流的有效控制，必要時還可以應用混合方法，確保電流作用全面彰顯，避免單一方法的應用不足，兼具融合特點的逆變器會動態記錄電流變化情況，引導電流穩定運行。并網逆變器控制技術細分為PID控制技術、數字控制技術、重復+PI混合控制技術三種，第一種技術能夠合理控制逆變器，引導逆變器平穩運行；第二種技術屬于熱點技術的一種，具有基礎性作用；第三種技術具有復合型特點，在逆變器平穩運行方面發揮重要作用。

3.5 安全保護技術

光伏發電系統受逆變器影響，其供電系統能夠單獨運行，應用安全保護技術能夠提供全面的保護措施，這一技術通過直接檢測法和間接檢測法為系統平穩運行提供有力保障，在此期間，逆變器的反應時間應盡量縮短，因為逆變器及時反應能夠準確預測故障類型，以及故障范圍，進而制定適合的解決對策，這在一定程度上會降低事故發生幾率，同時，員工的人身安全能夠得到保障，電網數據會被準確記錄。從中能夠看出，適時應用安全保護技術能夠降低外界因素對電網的干擾，這對光伏電網穩定運行有重要作用。除此之外，光伏發電系統這一技術的應用優勢會被及時彰顯，該技術通過仿真實驗法完成潛在斷電的及時預測，避免突發斷電引起不必要的經濟損失[3]。

4 結論

探究光伏發電系統關鍵技術，這不僅符合新能源開發的基本要求，而且還能大大提高關鍵技術應用率，巧妙應用先進技術于光伏發電系統建設，能夠大大提高系統建設速度，同時，系統性能也會隨之優化，太陽能向電能的轉化速度會相應提高。除此之外，光伏發電系統運行期間出現的事故幾率會不斷降低，相關技術研究人員能夠以此為借鑒，針對關鍵技術展開深入探究，擴大關鍵技術應用范圍。

[1]蘇海洪.簡析新能源發電在電力系統中的應用[J].建筑知識 ,2017,(15)：1.

[2]馮華茂.大規模光伏發電系統并網影響的關鍵技術[J].黑龍江科技信息,2017,(10)：70.

[3]李倩倩.基于超級電容器儲能的獨立光伏發電系統關鍵技術研究[D].安徽理工大學,2015.