電氣自動化在太陽能光伏系統中的應用

摘 要：為了給人們創造更好的生活，給社會生產帶來更大的效益，同時，滿足國家發展綠色經濟的戰略目標，利用太陽能光伏發電已成為必然趨勢。如何實現對太陽能光伏發電過程的監控和管理，促進太陽能光伏發電系統的穩定運行，電氣自動化成為不可或缺的技術。文章探索了電氣自動化與太陽能光伏發電存在的密不可分的聯系，實踐證明，電氣自動化可以推動可再生能源的發展，也有利于生態環境的保護，促進綠色產業經濟的發展。

關鍵詞：電氣自動化;太陽能;光伏系統;應用

一、 引言

我國的光伏市場不斷涌現出新的挑戰和機遇，這也給國內光伏行業上、中、下游產業的發展帶來新的生機與活力。我國要實現從光伏制造大國向應用大國的戰略轉變，要想在未來激烈的產業競爭中取得優勢，必須降低生產成本，其關鍵在于要提升生產流程的自動化程度。

二、 太陽能光伏發電的現狀

全球經濟的高速發展，現代社會的快速發展，全世界都在積極落實綠色環保理念，綠色能源在現代社會的應用，受到了人們的廣泛關注和重視。與此同時，“低碳生活”方式的推出，對人們的環保意識和行為也產生了一定的積極影響。在西方一些發達國家，太陽能光伏發電技術受到了相關部門、學者以及人們的重視和關注，各個國家的政府部門都出臺與太陽能光伏發電技術相關的政策，對其提供良好的支持。在這種大環境背景下，我國也逐漸意識到太陽能光伏發電的重要性，并且開始逐漸普及太陽能光伏發電技術。這樣不僅能夠實現可再生能源科學合理的利用，而且還能夠對生態環境起到良好的保護效果。

三、 電氣自動化在太陽能光伏發電領域的應用

（一）電氣自動化在電力行業的應用

電氣自動化是現代電氣工程的支撐，也是所有工業發展的基礎與原動力，電氣自動化技術在電力行業中的應用大大提高了整個電力系統的工作效率。電氣自動化系統的應用可以促進電氣工程的發展，有效地降低人力的勞動程度，能夠實現電力生產、減少電力事故的發生，大大保證了供電的可靠性和穩定性，從而提高電氣工程的經濟效益。

（二）電氣自動化的控制方式

電氣自動化系統由于其良好的性能得到了廣泛的應用，除了用于居民樓宇、商場安保等生活設施外，在工業生產、環境保護、醫療衛生等領域也得到了廣泛應用。自動化技術還可以應用到安全監測、供暖系統、照明系統等各方面的系統。我們可以采用遠程控制、定時控制、無線控制、電腦控制等控制方式。通過電腦和網絡相結合進行控制，這種控制可以實現對家電的控制，實現性能計算，實時監測、趨勢記錄，打印報表，幫助操作人員排除故障。電氣自動化控制系統的應用需結合系統設計方法分析，應用到這一功能設計的部分就是當前電氣自動化控制系統的現實應用。

（三）在光伏建筑以及光伏水泵系統的應用

在光伏并網、光伏建筑以及光伏水泵系統領域，自動化產品應用廣泛，最關鍵的應用產品是監控軟件。通常一個光伏電站或者光伏水泵系統，有多到上千個太陽能電池板發電系統的工作狀態需要進行監控，因此需要靈活的通信方式和專業的監控軟件。常用的通信方式包括串口、以太網或者GPRS/北斗無線通信。

（四）在太陽能光伏發電系統直流逆變控制的應用

太陽能光伏發電系統是直接將太陽光能轉換為電能的裝置，根據光伏系統與電網的關系，可以分為獨立于電網的光伏系統和并網系統，一般包括光伏電池組件、電力電子變換裝置（如逆變器）、變壓器、控制器和蓄電池組，通過電氣自動化控制技術對上述元器件的控制，可實現直流光伏電能轉換為合格的交流電能，輸入電網系統。

（五）在太陽能光伏發電并網系統的應用

在光伏發電網絡系統運行的過程中，通常是通過將類型不同的各種發電模式進行搭配使用，采用不同的發電模式運用到用電的不同時期。為避免光伏發電系統并網時對電網的沖擊，通過電氣自動化技術，實時檢測同期點兩側的電氣量，通過邏輯判斷捕捉滿足同期并列要求的數據，并結合彌補數據傳輸的時間差，提前（即導前時間）發送同期合閘命令，使得同期合閘時頻率偏差、電壓偏差等數據均滿足要求。

（六）在太陽能光伏發電系統無功補償控制的應用

由于太陽能光伏發電系統中的元器件大多為電子元器件，會產生無功損耗及諧波，使得電壓質量不合格，通過電氣自動化控制系統，可檢測無功需要量，通過無功自動控制使無功調節范圍按光伏發電無功電壓控制系統的協調要求進行無功/電壓控制。

四、 電氣自動化在太陽能光伏發電中的應用趨勢

雖然我國地大物博、資源豐富，但在幾十年的快速發展過程中，大量不可再生資源面臨枯竭，而現階段的資源和能源問題已成為限制國家經濟發展、人們生活水平提高的重要問題。也正是在這樣的環境下，太陽能光伏發電有了廣闊的發展前景，通過電氣自動化在太陽能發電領域的應用，實現了光伏發電的可靠性和經濟性，同時大大減輕了人力工作負擔，對光伏發電全過程進行監控和管理，提高了發電效率。

五、 結語

光伏發電作為新興可再生能源技術，能夠在一定程度上緩解國家的能源緊缺問題。光伏系統能夠將外界陽光轉化為電能供給人們使用，而且能源生產過程中，并不會有資源損耗、空氣污染等破壞環保系統的弊端，所以能夠高效利用太陽能成為所有人關注的重點，而電氣自動化能夠有效提高太陽能利用效率，所以對電氣自動化在太陽能光伏發電中的應用進行研究，符合我國新時期堅持可持續發展戰略需求。

參考文獻：

[1]楊帥.淺析我國電氣自動化技術的發展現狀與趨勢[J].大科技，2017（31）.

作者簡介：

李穎，陽光電源股份有限公司。