新能源光伏發電并網問題探討

張玉祿

摘 要：隨著社會的不斷發展，光伏發電在我國的發展得到進一步提高，更好地滿足我國電力系統的運行要求，因此需要重點加強新能源光伏發電并網問題的研究。新能源光伏發電在應用過程中沒有機械部件，不會產生燃料消耗，能夠更好的保證噪聲控制，沒有污染。同時，太陽能資源是一種可再生資源，能夠更好地緩解我國能源的壓力，因此進一步加強光伏發電技術的研究非常有必要。

關鍵詞：新能源;光伏發電;并網問題

分類號：TM615

一、新能源光伏發電并網組成分析

新能源光伏發電并網系統，主要由光伏電池、支架、電纜、并網逆變器構成，通過運用該系統，可以產生和電網電壓相同的交流電。光伏并網發電系統運行原理比較簡單，通過利用電池方陣的光生伏特效應，將太陽能快速的轉換成電能，然后經過控制器的科學調節，輸入到逆變器當中，最終并入公共電力網絡，該過程簡單快捷，能夠顯著降低電力能源損耗與浪費。需要注意的是，因為電網與逆變器的輸出處于并聯狀態，故要保證兩者運行頻率相同，如果兩者運行頻率不同，特別容易發生電源充放電故障，增加系統損耗。

結合光伏發電并網系統運行狀態得知，隨著技術發展并離網系統占比增多，其內部的能量存儲裝置，具有良好的可調度作用，因為存在蓄電池，所以能夠連續供電，進一步滿足了用戶的用電需求。此系統也可以提供較為穩定的電壓，從某個角度來說，該系統具備功率調節功能，能夠明顯提升電力能源質量。通過運用光伏發電并網技術，能夠保證我國能源短缺問題得到一定緩解，結合我國可再生能源發展規劃得知，預計2050年，能夠實現600GW太陽能發電機組目標，在我國的電力裝機當中，可再生能源大約占25%，其中光伏發電占5%。

二、光伏發電并網技術特點

結合我國現階段已接入電網光伏發電站類型得知，主要分成三個等級，分別是大型、中型、小型發電站，由于光伏電站所在區域的負荷不同，其容量也存在較大差距。通過采用光伏發電模式，可以保證太陽能快速轉換成直流電，但直流電無法并入到交流電網之中，經過一系列的轉換后，形成交流電，可并入到交流電網中，在這個過程當中，逆變器占據重要的作用。逆變器具備良好的保護功能，并網能力突出，能夠實現最大功率的準確追蹤。

另外，如果電網出現緊急故障，逆變器能夠自動將電源切斷，如果太陽能光伏發電系統內部傳輸功率，超出了實際的負載需求，逆變器可以將額外電力，快速的輸送到公共電網當中，從而提高了系統的安全性能。結合光伏發電系統的運行特點能夠得知，受外界光照的影響，若不能夠產生足夠電力，系統能夠從電網中得到有效的補充。

三、新能源光伏發電核心并網技術分析

1.逆變器的最大功率追蹤

（1）擾動觀察方法

通過運用此種觀察方法，在一定時間內，增加、減少光伏陣列的電壓輸出，并結合機組輸出功率變化特點，對系統的輸出電壓進行科學調整，確保系統所輸出的功率符合最大功率需求。此種方法操作簡便，傳感器無需具備較高精度。但需要注意的是，若采用此種觀察方法，系統最大功率周圍容易出現震動，造成功率的部分損失，同時布長設置難度較大，使得功率追蹤精度不斷下降。

（2）電導增量方法

此種方法主要是對光伏陣列電導增量與瞬時電導值，進行科學的比較，從而確保信號跟蹤最大功率得到有效的控制，在系統控制過程當中，相關人員要結合光伏陣列一端的輸出電壓，或電流的變化情況，合理選擇控制算法。從實際角度來說，此種方法主要由擾動觀察方法改進得來，針對系統的控制精度更高，響應速度特別快，能夠顯著減少系統震蕩。

但是，運用此種方法，針對系統內部的各項硬件要求特別高，特別是傳感器精度，在一定程度上會增加系統造價。

（3）恒電壓方法

此種方法又被稱作CVT，保證處于不同光照強度下的光伏輸出電壓保持不變，確保功率輸出的穩定性。此種方法操作流程簡便，但缺點也較為顯著，假設外界溫度不發生任何變化，運用此種方法，可以取得良好控制水平，但是，外界溫度逐漸變化，系統功率也會發生一定損失。尤其是太陽能電池，溫度明顯升高時，電池陣列伏安曲線和系統之前設置的電壓不會出現交點，系統容易出現振蕩。為了避免外界環境對該系統產生的不利影響，相關人員可以結合外界溫度變化特征，在系統內部設置最大的功率點，并合理控制光伏陣列溫度，科學確定電壓給定值。

2.核心問題

（1）因為外界的光照強度，會對光伏電站自身輸出功率產生一定的影響，受季節與天氣影響，系統容易出現不穩定功率，所以，相關人員要全面考慮電壓波動問題，根據光伏發電系統特點，考慮到外界光照強度下降對系統電網產生的影響。

（2）如果光伏發電并網系統出現諧波問題，會顯著降低電網的安全性能與可靠性能，故相關人員要加強治理力度，系統直流電逆變成正弦交流電的過程當中，容易出現斜坡問題，在正弦交流電入網期間，加強檢測，能夠避免此類問題的發生。

3.光伏并網系統設計要點

（1）明確子系統組成要素。光伏發電并網系統組成結構復雜，其中，直流配電監測裝置與逆變器并網系統為核心元件，子系統較為獨立。在重要設備選型環節，遵守經濟性原則，合理確定逆變器容量。通過科學選擇逆變器，能夠保證其保護功能得到更好發揮，提升光伏發電并網系統的可靠運行水平。

（2）科學設計測控保護裝置，針對系統所產生的過電流與過電壓，進行有效保護。如果出現孤島效應，逆變器能夠自動脫離。同時，全面考慮到防雷接地現象，通過在屋頂安裝變電站與光伏電池組件，并合理設置避雷帶，能夠顯著減少雷擊現象的發生，在設備外殼部位，也需要進行接地處理，從而保障操作人員的生命安全。

四、結束語

綜上，因為地球資源消耗速度的不斷加快，新能源利用問題已經引起全世界的廣泛重視，利用太陽能發電，可以保證全球資源緊張問題得到良好緩解。由于太陽能光伏發電技術不斷成熟，通過運用光伏發電并網技術，能夠進一步提高太陽能利用率。在本文中，通過全面分析了太陽能光伏發電核心并網技術，例如逆變器的最大功率追蹤、光伏并網系統設計要點等，可以確保光伏發電并網系統的可持續運行。

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