太陽能光伏發電及其并網控制技術分析

王攀

瀘州職業技術學院電子工程學院 四川 瀘州 646100

太陽能光伏并網發電屬于近些年在國家政策鼓勵下而迅速發展的一種技術。自從20世紀90年代以來，西方國家便開始大力發展光伏并網系統，這也致使太陽能光伏發電與建筑物有機融合，不僅節省了空間，同時應用起來十分便捷，深受世界各國的重視與關注，太陽能光伏電池及其發電系統已成為當下重要的產業，而太陽能光伏并網發電屬于太陽能發電規模化發展的必然趨勢，也是光伏利用的發展前提。太陽能屬于人們取之不盡的清潔能源，對于人們的生活以及生產有著十分重要的影響，重視太陽能光伏發電并網控制技術，可以使各項工作順利完成，以此提高太陽能的應用率。

1 太陽能光伏發電系統的最大功率點跟蹤

太陽能電池會遭受到外界環境的影響，比如日照強度以及環境溫度，這時其輸出功率便會呈現出較大的波動。而太陽能電池的輸出功率也會隨著日照強度以及環境溫度的改變而發生變化，這時它的輸出功率便要隨著所形成的電能完成自動調節，以此保障其能夠與負載相吻合，從最大限度上達到功能轉換效率，使光伏方陣的利用率得到提升[1]。光伏方陣最大功率點跟蹤屬于目前最為關鍵的控制方法，另外還有增量電導法、爬山法、爬山改進法、自適應算法，下面就結合最大功率點跟蹤進行分析。由于光伏陣列會在環境變化以及負載中，其輸出以及電流展現出非線性。并且，處于特定環境下其最大功率輸出點取決于負載大小，外界的溫度變化以及光照強度也沒有辦法人為進行控制，這些因素都會導致它在一天中不斷發生改變。為了保障光伏陣列的輸出特性，能夠符合外部環境的變化，讓其在最大功率點進行工作，就應當對光伏陣列所連接的負載進行更改，可以采取在光伏陣列與負載之間進行串聯的方式，完成電路跟蹤，以此達到根本目的。目前，人們經常使用的最大功率跟蹤電路為DC/DC變換器，其占空比與其所負載的函數就是光伏陣列所帶來的等效負載，對占空比采取相關的調解工作，便可以實現改變光伏陣列負載的目的，最終完成最大功率點跟蹤，讓其達到最佳的電能效果[2]。

2 太陽能光伏發電系統的儲能以及充放電控制

太陽能光伏發電系統的儲能以及充放電控制十分關鍵，控制器不僅要完成最大輸出功率跟蹤工作，還要始終保持這最大功率的輸出，進而有效預防蓄電池發生過度充電以及深度放電的情況，讓其始終保持在最佳狀態。通常情況下來講，在線式電壓檢測主要是利用蓄電池的端電壓進行檢測，進而判斷出某一個限定值是否充滿，使太陽電池停止對蓄電池的充電。但是，停止充電后端電壓會隨之下降，蓄電池實際電量并沒充滿，進而影響到蓄電池的使用壽命以及整體功能。為了解決這一情況，需要應用新的離線式檢測工作，運用一個太陽電池給多個蓄電池進行輪換充電，并在充電電路切開后，讓各個蓄電池端壓能夠獲得充足的時間完成恢復工作，以此保障檢測結果的準確性[3]。并且，在原有的電路上可以添加上放電自鎖功能以及下線自鎖電路，采取放電自鎖功能，能夠有效防止蓄電池負載小電流放電這一行為，并有效預防由于蓄電池深度放電從而造成一系列的損耗。最后，在太陽能光伏發電系統中，不管是蓄電池的負載還是太陽能電池的輸出，都屬于不確定量，但是其儲能以及充放電控制能夠使用模糊控制的方式進行實現。

3 太陽能光伏發電系統并網控制技術

太陽能光伏發電系統最終是要并入電網，并且太陽能光伏發電系統的輸出，交流電壓以及頻率都需要與電網保持一致，從而起到應用的目的。太陽能光伏發電系統的并網控制技術，需要采取逆變器的方法來完成，通過電流型脈寬調制逆變器能夠讓電流對電網形成電力諧波降低，進而將其有效控制在一個較低的水準中，以此達到最大功率轉換控制。并網逆變器的控制模式為雙環控制，而外環參考電壓應使用較為理想的正弦波，并把參考電壓以及輸出電壓的比較值作為調節器輸入，將調節器輸入當作內環電流環的主要參考。總之，太陽能光伏發電系統并網控制技術，應當有較為完善的保護措施，確保逆變器擁有自動偵測功能，以此判斷是否存在故障，從根本上保障技術人員以及設備的使用安全[4]。

4 結束語

總而言之，太陽能光伏發電具有較好的發展前景，屬于未來新能源開發的主要發展方向。而太陽能光伏發電并網控制技術，對于太陽能光伏發電系統的發展意義有著至關重要的影響，是系統性能以及安全性的基礎保障。同時，伴隨著光伏組件、電子技術以及計算機技術的飛速發展，控制技術也定會不斷完善以及憂患，以此增強太陽能光伏發電系統的優越性，讓其獲得更好的應用效果，進而推動我國能源開發與利用這項工作的實施，達到能源有效利用的目標。