分布式光伏电站发电效率提升策略研究

张正文 董丽娟

【摘  要】近些年来社会经济飞速发展，人民生活水平质量提高的同时，对能源的需求和消耗也日益加剧，传统矿物能源的开采量逐渐减少，矿物燃料的燃烧对环境污染严重，破坏了生态平衡。太阳能作为一种节能环保的新能源，因其独有的特性，越来越受到关注和重视，得到了迅猛的发展。“十二五”和“十三五”期间，我国光伏市场得到了很好的发展，国家出台一系列政策支持研究所和企业重点研究薄膜光伏电池，这一系列优势为光伏电站技术的推广提供了市场。本文在此基础上就提升分布式光伏电站发电效率的相关内容进行了简要的分析。

【关键词】分布式;光伏电站;发电效率

1光伏发电技术的原理

PN结是实现光-电转换的基本单元。当PN结在受到照射时就会生成光生电动势。如图1所示，当PN结在未受激发的状态下，内部的电场方向是由N区指向P区的，当PN在阳光直射的条件下，会产生空穴对，并在电场力的作用下，空穴对会不断地转向P区，相反的，带负电的电子就會移向N区，这一过程就会使P区产生多余的空穴，N区产生多余的电子，这就是导致在PN结上产生了一种方向相反的电动势。新产生的电动势就会抵消一些原电场力，使N区带负电，P区带正电，N区与P区间产生电势差。如果在PN结上接上电极，就会产生闭合回路，使电路产生电流。因此，可以分为以下三个部分：（1）光伏板的PN结在受到辐射，在PN结两侧产生电动势。（2）在PN结中产生光生载流子，通过扩散作用到达电荷区。（3）光生载流子受到电场力作用而相互分离，空穴对被分离到P区，电子被分离到N区被分离的空穴与电子被的正、负极所接收，如果在正负极上分别接上电极再连接负载，就会产生电流，产生电能。光伏电池实际上是由多个PN结通过串、并联方式组成的电池组件，可以作为独立电源使用，使用时的输出功率可达几瓦至几百瓦。要想获取更大的输出功率就可将单独的光伏电池通过串、并联形成光伏电池阵列，为负载提供负载电能。

2分布式光伏电站发电效率影响因素分析

从长远处看，光伏发电的分布式发电和绿色能源技术具有可再生性和取之不竭的充足性，可为人类解决能源危机。随着各项技术的不断进步，光伏电站必将会提高在常规用电中的比例，逐步取代常规能源。伴随着光伏电站的陆建设和运行，分布式光伏发电站监控系统应确保以下条件：提升设备使用年限，使发电站运转简单、维护方便;提高发电站的安全性、技术性和发电质量;提高劳动生产率和系统营运效率;减少工程费用，缩小电站占地面积;节省电缆覆盖，减少设备之间的连接。国家电网要求对目前的光伏电站系统的运行数据进行实时的监控，在监控过程中通过设备的信息反馈来达到监测其他设备的作用。

2.1设备方面的影响

分布式光伏电站的运行涉及到多个环节，每一个环节都有相应的设备配置，一旦设备出现故障，将会直接影响电能的产生和输送，所以需要对常用的设备，比如光伏电池板进行性能检测，还要加强电力转换系统构建，这样才能更好地提升设备的日常运行水平，满足电力供应的需求。此外分布式光伏电站的运行还容易受到人员因素的影响，如果设备管理人员等操作不当或者责任心不够，对安全隐患排查等不重视，将难以保证整体电能的输送。

2.2光伏电站的保护装置维护不足

产权分界点用户侧皆为用户资产，需要用户定期对光伏电站继电保护与安全自动装置进行日常管理、运行维护和定期检验，受专业能力不足限制和安全意识不足影响，实际运行中大部分用户对并网点的保护装置的定期维护及检验力度不够，而且大部分光伏电站都是近几年才投运，暴露的问题尚不多。随着时间的推移，设备老化必然加剧，光伏电站的保护装置难免会出现问题，对电网影响较大的防孤岛保护若故障或失效，在电网设备或线路检修时电站侧反送电的风险就会增大，进而也就影响了发电效率。

2.3自然因素

分布式光伏电站在运行过程中主要是利用太阳光照，因此，只有太阳光照的强度足够，才能保证分布式光伏电站具有良好的发电能力。但是在实际运行的过程中，分布式光伏电站的电力生产总是受到各种自然因素的影响，使得其无法有效地接收太阳光，比如，灰尘覆盖、雨雪天气、阴天等，这些因素的存在会阻挡太阳光，降低了分布式光伏电站的发电效率。电力企业的管理人员应该采取相应的措施，降低这些因素对分布式光伏电站发电效率的影响。

3分布式光伏电站发电效率提升策略

3.1设计标准化处理

根据分布式光伏发电站具有的特点和优势，需要增加多种控制和管理措施，使分布式光伏发电站保持稳定的运行状态，从而使整体的电力能源生产效率逐步提升。另外针对光伏发电站发电效率方法研究中，要通过电站设计标准化，使整个电子的运行都能通过设计方案实现有效的融合，从而确保整体效率稳定的提升。

3.2合理选择规范的设备型号

在分布式光伏电站建设中，设备的运行对于光伏电站的稳定安全运行起到关键的支撑保障作用，尤其是要注意的是设备的选型和质量。一方面所以要根据分布式光伏电站不同点位的具体运行要求，选择不同型号的匹配的设备型号，通常设备型号主要包含1MW方阵、MPPT逆变器等，不同的设备型号性能不一样，发挥的作用也不一样，所以要根据不同的运行环节，对设备型号进行科学匹配，确保符合运行的基本要求;另一方面要加强质量检验，确保设备采购质量，符合运行的规范，做好日常维护保养和性能检测，只有这样才能保证分布式光伏电站的稳定安全运行。

3.3施工规范化

根据分布式光伏发电站在电力生产中的作用，为提升电力生产效率，不仅要对生产技术和设备进行详细的研究和分析，并最终确定合适的生产方案，同时需要规范的施工，将光伏电站进行建设。通过规范化的施工，不仅要求施工企业能够树立正确的管理意识，同时增加多种控制措施，确保不同光伏发电设备正确的安装，另外在面对不同施工问题时，能够将设备状态和生产作为重点保护对象，并根据电力建设相关规定，确保施工的每个过程，都能使后续的电力生产具有稳定的状态。所以在进行光伏电站建设施工时，需要对施工技术和操作流程进行规范的管理，为电站的建设和运行提供良好的基础。

3.4进行定期维护

分布式光伏电站运行过程中，需要进行定期的维护。分布式光伏电站的运行接收太阳光主要靠太阳能电池接收板，但是随着时间的不断推移，电池板上方就会被灰尘或者积雪等覆盖，影响分布式光伏电站系统的运行。通过定期设备的维护，能够提高分布式电力系统的整体运行效率。比如，在分布式光伏电站电力系统维护过程中，安排专业人员进行定期的维护，及时清除太阳能电池板上方的灰尘以及覆盖的积雪等，只有减少这些因素对电力设备的影响，才能更好地提高光伏电站发电设备的发电效率。

4结束语

分布式光伏电站作为十三五能源规划的一项重要目标，必然会推动一大批光伏企业的技术革新及发展，无论从降低电站建设成本上，还是从提高电站的系统效率上，都还要加强施工规范管理，加强团队建设，只有这样才能更好地保障分布式光伏发电站的安全高效运行，进而为电能的正常输送奠定基础。

参考文献：

[1]李敏.分布式光伏电站监测及能效分析系统的研究与开发[D].华北电力大学（北京），2016.

（作者单位：然后湖北工业大学电气与电子工程学院）