光伏发电系统关键技术的相关探讨

张延敬

（国网山东省电力公司冠县供电公司，山东聊城，252500）

0 引言

随着能源使用量的不断增加，传统能源提供应用需要的过程中存在少量、非清洁等方面的不足，因此，光伏发电技术应运而生，光伏发电系统发挥关键技术的应用优势，充分利用太阳能资源，通过太阳能资源向电能资源的不断转化满足能源使用需要，这不仅为新能源开发进行瓶颈突破，而且还能减少环境污染。由此可见，本文针对这一论题展开具体探究，这对关键技术高效应用有重要作用，同时，还能解决能源供应紧张这一现实问题。

1 光伏发电系统介绍

1.1 应用现状

现如今，社会发展面临资源不足、环境恶化这一现实问题，解决这一问题的过程中将关注点投放在新能源开发方面，其中，光伏发电在关注、探究的范围内，虽然这种形式的能源开发会花费较高成本，但随着先进技术的不断应用，光伏发电具有良好的应用前景。为了实现环境保护、资源节约这一发展目标，各国研究学者不断努力，齐心协力研究光伏发电关键技术，尽可能的提高技术可行性，确保光伏发电占有较高比例于新能源结构中。我国正处于光伏发电系统关键技术研究的重要时期，要想扩大市场规模，应加强技术投入以及政策支持，尽可能的缩小与发达国家间的差距[1]。

1.2 基本分类

系统分类主要有三种类型，第一种即独立型，第二种即并网型，第三种即混合型，不同类型的光伏发电系统在结构方面不相一致，其中，并网型光伏发电系统细分为两种形式，这种类型的系统结构对居民用户有重要影响。三种类型系统相对比而言，混合型系统结构最为复杂，它主要负责能量管理。

2 系统设计

设计分析光伏发电系统，不仅能够提供太阳能资源利用率，而且还能减少传统能源使用数量，进而缓解能源紧张供应这一现状。系统供电主要借助逆变器设备，系统组成结构主要包括光伏电池阵列、DC/DC（功率跟踪器）、蓄电池组、DC/DA（逆变器）、交流负载、交流电网等部分，其中，第一部分设置于建筑物上方，主要用来收集太阳能资源，即用来供应充足的太阳能；第二部分主要控制系统功率，确保功率达到最佳应用状态；第三部分主要用来进行系统调度，确保电能成功存储，但这一操作也增加了功率跟踪器应用压力；第四部分在系统连接方面发挥重要作用。

3 关键技术分析

探究光伏发电系统关键技术，能够在了解关键技术的基础上提高关键技术应用率，进而间接彰显光伏发电系统应用功能，这不仅能够减少能源浪费，而且还能促进社会稳定发展，有利于优化光伏电网运行效果，大大提高关键技术应用范围。

3.1 分布式电源并网技术

该技术简称为DER，技术运行的一体化特点十分明显，它无需借助其他接入设备就能实现配电网的顺利引进。这一技术在电压为220V的配电网中最为常用，此外，电压为380V的配电网中也较为适用，在特定电压的配电网中应用该技术，能够提高能源分配率，实现能源节约这一目标，与此同时，还能减少能源消耗。接入方案：分布式电源并网技术应用于配电网内部，应分析技术容量和配电网的匹配效果，如果二者匹配程度较低，那么技术应用优势不能全面彰显，技术容量小于245kVA时，此时应接入400v配电网，从中能够看出，设计合理的接入计划以及连接方式是十分必要的。此外，应为其提供并网保护，此时孤岛装置应科学设置，确保其保护功能全面发挥，为发电系统提供全面的安全性保护，保护工作开展的同时，一旦检测危险被预知，那么分布式光伏供电会被即可切断，这对运维人员生命安全保障、电压稳定供应有重要作用。接入标准：技术接入的过程中，应严格按照相关标准进行，与此同时，还应参考相关技术指导章程，确保其与配电网顺利连接，引导系统平稳运行。只有遵循相关章程和标准，才能规范接入行为，降低接入失误率，并且电能质量能够得到优化，电压偏差问题能够有效处理，确保数据保持稳定状态[2]。

3.2 最大功率点跟踪技术

该技术主要以系统环境分析为应用目标，针对并网影响因素具体研究，如温度因素、日照因素等，并根据探究结果准确绘制曲线图，通过观察曲线变化情况了解最大功率点变化情况。这一技术与系统运行速度息息相关，常用跟踪方法主要有两种，第一种即电导增量法，第二种方法即扰动观察法，其中，电导增量法：关键影响因素主要包括变化量和电导数据两方面，通过这一方法分析曲线变化情况，以及电网发电效果，方法应用的过程中应明确阈值，阈值范围确定后，找到最大功率点。扰动观察法：应用这一方法设计小型扰动，设计完成后对比分析并网状态，明确最大功率点具体位置，该方法能够对电压合理控制，根据得到的电压差值分析功率跟踪状态。

3.3 并网发电功率预测技术

针对并网发电功率具体分析，能够降低外界因素对其产生的干扰，有利于优化系统性能，分析预测方法主要有两种，分别为直接式和间接式，根据系统运行需要选用适合的预测方法，最终确定影响因素。常见影响因素主要为云量、照射角度、照射时间，影响因素确定后，进一步分析系统转化率、发电功率，借助数据模型完成数据统计、处理和预测。其中，云量过多会降低发电功率，大大提高发电效率，从中能够看出，根据云量多少合理设置发电装置，这能大大提高太阳能资源利用率，加快太阳能向电能的转化速度。

3.4 并网逆变器控制技术

该技术之所以能够发挥应用优势，主要得益于逆变器设备，这一设备能够大大提高系统应用灵活性，同时，这一技术还能及时迎合工程发展需要，引导太阳能投入最佳的转换状态，提高太阳能资源利用率。其中，逆变器还能适时调整系统工作模式，通过直接方法或者间接方法完成电流的有效控制，必要时还可以应用混合方法，确保电流作用全面彰显，避免单一方法的应用不足，兼具融合特点的逆变器会动态记录电流变化情况，引导电流稳定运行。并网逆变器控制技术细分为PID控制技术、数字控制技术、重复+PI混合控制技术三种，第一种技术能够合理控制逆变器，引导逆变器平稳运行；第二种技术属于热点技术的一种，具有基础性作用；第三种技术具有复合型特点，在逆变器平稳运行方面发挥重要作用。

3.5 安全保护技术

光伏发电系统受逆变器影响，其供电系统能够单独运行，应用安全保护技术能够提供全面的保护措施，这一技术通过直接检测法和间接检测法为系统平稳运行提供有力保障，在此期间，逆变器的反应时间应尽量缩短，因为逆变器及时反应能够准确预测故障类型，以及故障范围，进而制定适合的解决对策，这在一定程度上会降低事故发生几率，同时，员工的人身安全能够得到保障，电网数据会被准确记录。从中能够看出，适时应用安全保护技术能够降低外界因素对电网的干扰，这对光伏电网稳定运行有重要作用。除此之外，光伏发电系统这一技术的应用优势会被及时彰显，该技术通过仿真实验法完成潜在断电的及时预测，避免突发断电引起不必要的经济损失[3]。

4 结论

探究光伏发电系统关键技术，这不仅符合新能源开发的基本要求，而且还能大大提高关键技术应用率，巧妙应用先进技术于光伏发电系统建设，能够大大提高系统建设速度，同时，系统性能也会随之优化，太阳能向电能的转化速度会相应提高。除此之外，光伏发电系统运行期间出现的事故几率会不断降低，相关技术研究人员能够以此为借鉴，针对关键技术展开深入探究，扩大关键技术应用范围。

[1]苏海洪.简析新能源发电在电力系统中的应用[J].建筑知识 ,2017,(15)：1.

[2]冯华茂.大规模光伏发电系统并网影响的关键技术[J].黑龙江科技信息,2017,(10)：70.

[3]李倩倩.基于超级电容器储能的独立光伏发电系统关键技术研究[D].安徽理工大学,2015.