光伏发电并网及其相关技术发展现状与展望

尹春

摘要：随着我国电力事业发展不断成熟的背景下新能源发电受到更加青睐。大力发展太阳能光伏发电并网技术是推动社会可持续发展的重要切入点。基于此，从太阳能光伏电池板、太阳能光伏控制器、并网逆变器和太阳能储能装置方面对光伏发电并网系统的重要结构进行剖析，然后从国内、国外两个角度对光伏发电并网技术的现状进行分析，最后对其进行前景展望，为光伏发电并网及其相关技术的普及保驾护航。

关键词：光伏发电并网;相关技术;发展

引言

科学技术的快速进步，给人们的生活带来了翻天覆地的改变。随着光伏发电并网技术的出现，不可再生资源的消耗问题逐步得到了缓解。就目前来看，光伏发电与并网技术仍存在极大的发展空间。

1简述光伏发电的概念

光伏发电是光能发电的一种方式，光伏发电运用微网技术接入超高压的发电网里，微网和超高压发电网彼此依存、相辅相成。光伏发电并网技术是绿色能源、清洁能源技术的一种，因此，对生态环境不会产生污染，完全符合我国对经济、环境以及社会可持续发展的需求。提升光伏发电技术不仅可以解决生态污染的难题，还能节省发电的成本，进一步节省时间和空间等成本。总的来说，并网型光伏发电技术有两方面的明显优势：一方面，并网型光伏发电使用的是太阳能这种绿色、清洁能源，所以并不会过度浪费能源，在现实运用的过程中，也可以更好地保护生态不受污染，符合我国持续发展的要求。传统的发电方式是使用化石能源来完成的，但是化石能源非常有限，在短时间内不能再生，同时在运用时，会散发出对生态造成严重污染的气体。随着人们越来越关注生态环境保护方面的问题，光伏发电并网技术逐渐进入人们的生活中。另一方面，并网型光伏发电的发电方式大大降低了技术难度，同时也节约了建设和维护等相关成本，减少发电成本可以在很大程度上推动国家电网多元化的可持续绿色发展。

2我国分布式光伏发电发展现状

要充分应用分布式光伏发电，需对分布式光伏发电做全面的分析与理解。就概念解读来看，分布式光伏发电具体指在用户所在场地或附近建设安装、运行以用户端自发自用为主、多余电量上网、电网调剂余缺为特征的发电设施或是电力输出的能量综合梯级利用多联供设施。就分布式光伏发电的具体应用来看，其具有新颖性，并存在巨大市场发展前景，是具有显著应用价值的发电和能源综合利用方式。分布式光伏发电所倡导的是就近原则，能有效解决电能长距离输送过程中的能源损耗问题。

3光伏发电并网相关技术

3.1并网逆变器

作为一种特殊的逆变器，并网逆变器不仅可以实现直流电向交流电的转变，还可以确保输出的交流电在相位以及频率上与市电保持同步。并网逆变器交流输出电的频率一般为60Hz或50Hz。并网变压器的基本架构不仅有传统工频变压器、新型高频变压器，也有无变压器的逆变器。并网逆变器的资料表一般涵盖以下内容：输出电压、额定输出功率、CEC（美国加州能源协会）加权效率、峰值效率、峰值功率追踪电压、启动电压、最大输出电流、最大输入电流以及国际防护等级认证等。并网逆变器的基本结构有滤波电路、控制逻辑以及逆变桥等。为了便于检测并管控并网条件下运行的太阳能光伏发电系统，需要在配电箱内部安置监测系统。为了有效提高光伏发电并网逆变器系统的安全性能，需要安装系统保护装置。

3.2微网技术

微网系统本身抗干扰能力较弱，并且在诸多不可控因素的影响下，容易降低微网系统运行的安全性和稳定性。因此，微网技术的应用过程中需要对微网系统的运行情况进行有效控制与管理。微电源作为微网系统的重要组成部分，虽然其构成与属性存在一定差异，但微网系统的总能量是一定的，因此，为避免微电网对整体电网的负面影响，需要在微电网的运行中保证电压的稳定性，但从现阶段的实际情况来看，这一问题并未得到妥善地解决。同时，微网从独立运行状态到并网状态的相互切换过程中都会在一定程度上影响整个电网运行的稳定性。因此，技术人员需要结合具体要求和实际情况对微电网的结构与配置参数进行优化与调整，从而提高对微电网系统运行效果的控制，避免微电网对整个电网造成的不利影响。现阶段，传统的保护措施在实现对微网系统单向潮流的保护过程中，难以起到对微网系统双向潮流的保护作用。因此，在社会经济与科学技术高速发展的背景下，对于微网技术的研发与应用工作需要对常规保护模式下的运行故障进行检测，并利用保护控制系统保证微网系统运行的稳定性。

3.3关于太阳能电池技术的分析

光伏电池是整个光伏发电技术的应用核心。随着近年来国内科学技术水平的不断进步，光伏电池也前后历经了多次的改良。最初一代的光伏电池通过采用硅原料来进行工作，其缺陷主要表现在材料成本偏高，电能损耗程度也相对较高;随着光伏发电技术应用范围的逐步扩大，第二代光伏电池相继出现，该类电池采用非硅类的材料作为其衬底，这样一来，能够在减少原料成本的同时大大降低对电能的损耗程度;此外，目前最新型的光伏发电系统所采用光伏电池的则主要由薄膜电池及继晶体硅构成，该类电池的设计能够更好地提升其工作过程中的光伏转换效率。

3.4太阳能光伏电池板

太阳能光伏电池板一般由硅胶、铝合金、接线盒、EVA（热熔胶粘剂）、电池片、背板和钢化玻璃所组成。晶体硅是太阳能光伏电池板的主要光伏材料，市场占有率极高，并且在相当长一段时间内，晶体硅依旧为其主要材料。但晶体硅的造价极高，一定程度上限制了太阳能光伏电池板的普及程度。作为光伏发电并网系统的动力来源，太阳能光伏电池板基于光电效应原理以及光化学效应原理将太阳辐射能转化为电能。当太阳光照射至太阳能光伏电池板表面，硅材料吸收光子能量，电子跃迁现象便随之产生，发生跃迁的电子聚集形成电位差，在接通电路的情况下便会产生输出功率，带动外部电路系统工作。

4光伏发电并网技术的发展趋势

现今，光伏发电已经成为先进的清洁能源发电模式，拥有太阳能的所有优点。但因为我国的并网型光伏发电技术出现得比较晚，依然要面对气候变化的影响、价钱比较昂贵、逆变器会发生一定的谐波重叠等各类必须要解决的难题，而且我国还有很多地方缺电或者没有电。随着对光伏发电的深入探究、科学技术的不断进步和计算机网络技术的快速发展，光伏发电技术的问题将有更加周全的解决办法，而且并网型光伏发电技术一定会成为世界范围内广泛运用的发电技术。但是，对于光伏发电并网技术还要进行更加深入的探究，特别是在切换和控制这两个方向。因此，充分研究光伏发電并网技术的控制是非常重要的，在切换这个方向也要寻找更好的解决方法。随着科技的不断进步，之前在并网型光伏发电技术方面忽略的大多数问题，都将成为主要的考虑对象，在未来的探究中终会得到解决。

结语

作为来源广泛的清洁能源，太阳能在光伏并网技术中的应用必将越来越广泛。太阳能光伏并网技术在并网发电中的占比必将越来越大。光伏发电技术的环境友好性以及技术可行性等决定性优势为它赢得了越来越多能源专家以及能源企业的青睐。能源专家以及能源机构应当加大对太阳能光伏并网技术的开发力度以及研究力度，进一步增强太阳能供电的稳定性，延长并网系统设备的使用寿命，降低并网系统的使用成本。

参考文献：

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