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太阳能光伏并网发电施工技术解析论文
摘要：近些年，太阳能光伏并网发电技术得到了较快发展，对于缓解日益紧张的能源危机具有非常重要的意义。太阳能光伏并网发电技术的主要特点是绿色、环保、安全，不会对环境造成破坏。为了更好的促进太阳能光伏并网发电技术的发展，文章针对施工过程中的技术控制要点进行研究，具有一定的参考价值。
关键词：太阳能；光伏发电；并网；技术
近年来，随着社会的迅速发展，国家对电力的需求量也在逐年增加，对以化石为能源的发电类企业的环境监管离地日益增高，这使得太阳能、风能等清洁、绿色能源受到了广泛的认可与关注。当前，太阳能光伏发电技术已日趋成熟，能够实现经济与高效运行目标，有利于推动国家经济的迅速发展，并且还能够满足社会能源消耗需求，这使得光伏发电并网及其相关技术的发展成为人们高度关注的对象。
1.光伏发电控制系统概述
光伏发电控制系统是根据太阳能自身特性，发生伏特反应，将太阳能电池板发出的电能通过控制器转换、存储器储存、电缆传输等环节，转变成能分配的电能。光伏发电是通过太阳电池板把太阳能直接转换为直流电能的一类发电方式，所以，光伏发电控制系统即为直接把太阳能变成电能的一款发电系统。目前光伏发电控制系统由下面几模块组成：光伏电池板（光电转换器件）、控制器（电能转换）、储存器（存储多余能量）、上位机监控（控制显示面板）等。
并网式光伏发电控制系统即把光伏发电系统与电力系统相联系的一个发电系统，把阳光福射得到的直流电直接转变为标准的网侧交流电，也就是把光伏发电系统与电力网通过并网逆变器连接到一起，再分配该系统生产的电量，既可向本地负载提供电能，也可进斤相关的电为调峰等。该系统为电为系统提供了有功与无功功率，为电力网的主要组成模块。目前，并网型光伏发电是全球光伏发电的主流，也是光伏发电的一个首选。通常由w下几部分组成：太阳能电池板、直流变换器、并网逆变器、锁相环与负载等。其中并网逆变器是系统的关键部件。全球主要的光伏系统生产企业均拥有各自的光伏逆变技术产品，他们的并网逆变器在电路拓扑、控制方法上各自具有不同的特点。
2.并网光伏发电系统的优势
①能够利用清洁干净的、可再生的自然能源太阳能发电，不会耗用不可再生的且资源有限的含碳化石能源。在实际使用过程中，也不会产生温室气体与污染物，能够较好的保护生态环境，满足经济社会持续、和谐发展需求。②所发电能馈入电网，以电能为储能装置，节省了蓄电池，相比于独立的太阳能光伏系统，可节省大约35～45%的建设投资，大大降低了发电成本。同时，由于其省去了蓄电池，还可提升系统的平均无故障时间与蓄电池的二次污染。③分布式安装，就近就地分散供电，灵活的进入、退出电网，可有效增强电力系统抵御灾害的能力，改善电力系统自身的负荷平衡状况，降低线路损耗。④可发挥调峰效用。就目前情况来看，联网太阳能是世界上个发达国家在光伏应用领域中竞争发展的关键，是世界太阳能光伏发电的主要发展趋势，市场较大，发展前景十分可观。
3.光伏發电并网及关键技术
3.1光伏并网发电系统中的关键技术
3.1.1最大功率点跟踪技术
通过运用最大功率点跟踪技术，可明确光伏并网发电系统所在的环境，分析环境中的温度、光照等对并网造成的影响，并且还可绘制光伏并网发电系统的特性曲线，然后在依据曲线的变化状况，对并网光伏发电的最大功率点进行相应的跟踪。同时，最大功率点跟踪技术与光伏并网发电系统自身的运行效率之间存在直接的关联，例如常用的两种跟踪方法：（1）扰动观察法，在光伏并网发电时，通过设计小型扰动，可比对扰动前后的并网情况，获得最大功率点位置，并网扰动方式可控制输出电压，利用电压差，还可形成扰动，以跟踪功率状态。（2）电导增量法，瞬间电导数据与变化量是此类方法运用的决定性因素，其能够通过分析光伏列阵的曲线变化情况，获得曲线的单峰值，并由此判断出光伏并网是否处于最大值发电状态。
3.1.2并网逆变器控制技术
并网逆变器可确保光伏并网发电系统的灵活性，进而使得工程的多样化需求得以满足，为太阳能始终处于最佳的转换状态提供保障。同时，逆变器还可控制光伏并网发电系统的工作模式，为电流提供直接或间接控制的方法。近年来，随着科学的迅速发展，间接与直接控制不断融合发展，较好的发挥了间接、直接电流的控制效果，弥补了双方的缺陷，融合之后的并网逆变器控制能够实时跟踪电流变化情况，以保证电流的稳定性。
并网逆变器控制重点技术主要包括：（1）数字控制技术，该技术是并网逆变器控制技术的重要基础，是一种热电技术。（2）PID控制技术，其主要是采用全量、增量的方法支持逆变器的运行，此类技术相对成熟。（3）重复+PI混合控制技术，此类技术具有复合的特征，能够以复合的方式控制逆变器的运行，从而确保逆变器的稳定性。
3.2分布式电源并网技术的接入方案
DER并网技术接入配电网之后，需要对DER并网技术的容量与配电网之间的匹配程度进行全面的考虑，例如当DER并网技术容量小于250kVA时，将其接入380V或400V的配电网中，通过匹配DER并网技术容量与配电网，能够设计出科学的接入方案，接人时通常采用联络线的连接方法，DER并网技术连接配电网的变电所或是接入附近的配电网内。同时，其还能够设计并网保护，DER并网技术一般采用孤岛保护方式，孤岛装置提供主动式与被动式保护，能够为光伏并网系统的安全性提供保障。当并网逆变器监测出危险之后，往往会自动切断分布式光伏发电，以保护人员的安全，逆变器的电压可由配电网提供。
4.光伏发电并网系统的应用
4.1工程简介
某光伏发电并网系统项目由一公司承建，主要建于公司大楼三楼楼顶上。光伏系统总设计峰值功率为3360Wp，与公司电网并接，当电网断电时，可独立给公司负载供电，还可为展示台液晶电视供电。电池板均采用6mm钢化超白玻璃+E-VA+电池片+EVA+6mm钢化超白玻璃双玻光伏组件。投入运行之后，一直处于安全可靠、发电稳定、并网良好的状态，并且满足项目设计标准。根据项目所处地理位置及气象气候条件，并且通过相应的计算，确定太阳能电池板应当摆放在正向朝南方向，当倾角处于25-30°范围时，能够接受到的太阳辐射最多，发电量最大，为方便工程施工以及太阳能电池支架的制作，选取倾角270，光伏安装面积130m2。
4.2光伏发电并网系统
4.2.1电气设备系统
此项目电气设备系统主要由太阳能电池方阵、蓄电池组、双向逆变器、并网逆变器和控制设备组成。
4.2.2光伏系统工作原理
光伏电池7块串联，通过二极管集线箱将12组并联组成一组输出给逆变器。逆变器逆变的交流电与公司电网并接，中间连接双向逆变器加蓄电池组储电，以便市电停电时切换至蓄电池组，然后供电给负载。当太阳能电池正常发电时，首先通过双向逆变器向蓄电池组充电。当蓄电池组处于充满电状态时，太阳能电池发出的电直接逆变至电网。当市电停电时，失压脱扣器脱扣，失压脱扣器脱扣之后，发送信息至双向逆变器，双向逆变器逆变启动，蓄电池组投入使用，供电给负载使用。
4.2.3数显监控系统
该项目监控系统主要涉及以下设备：辐射照度仪、温度计、风速计、控制器、调制调解器、终端控制（显示）设备、数据缆线等。同事，其还可通过电脑等相关终端的显示，实现实时监控相关数据的目的。通过程序转换相关的界面，可轻易转换终端（电脑、电视等）所显示的界面，并且还能够在界面中显示例如系统温度、直流电压、直流电流、直流功率、交流电压、交流电流、交流功率、日发电量、总发电量、气象数据等信息，从而体现出系统真实运行效果。
5.光伏发电并网系统发展前景
近年来，随着科学技术的迅速发展，我国在光伏发电并网系统方面已经研发出了一些新型技术，在光伏发电并网系统的控制与切换方面依旧需要继续、深入研究分析。为了提升光伏发电并网系统的工作效率，必须全面掌握光伏发电并网系统的控制，并且还需妥善解决并网光伏发电系统的切换问题，以确保光伏发电并网系统能够大规模的运用于普通用户。光伏发电并网系统是太阳能发电的应用系统，具有太阳能发电系统的所有优势，但其还具备价格贵、投资高、发电量受气候变化影响等方面的缺陷，是现阶段并网光伏发电系统运行存在的主要问题，但随着日后科技的不断進步，并网光伏发电系统必将成为全民的发电系统。
6.结语
综上所述，光伏并网发电系统目前正向成熟化方向发展，并且逐渐成为电网系统的重要组成部分。在运用光伏并网发电系统的关键技术时，需要依据系统设计进行一定的规划设计，以避免其对并网运行效率的影响，并且还需落实相应的安全保护技术，避免光伏并网发电系统运行风险事故的发生。
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