太阳能光伏发电的并网控制技术探究

周亮

摘  要： 随着社会的发展和进步，当前阶段的能源使用可持续问题越来越紧张。依靠石油能源进行的发电也需要重视创新和转变。因此目前使用 可持续能源进行的发电，实际已经在一定程度上取代了石油能源的发电，但是在未能完全取代之前，仍是石油能源发电为主。所以清洁能源当中的太阳 能发电如何造福社会，就需要考虑太阳能光伏发电的并网问题。有效实施并网技术实现太阳能发电的并网，能够保障社会的用电和推动社会的可持续发 展。本文也更是基于此，研究和分析太阳能光伏发电的并网技术与应用。旨在通过具体的研究和分析，为太阳能等的清洁能源早日代替石油能源发电提 供参考和借鉴，达到真正造福社会的目的。

关键词： 太阳能;光伏发电;并网控制技术;探究

1 太阳能光伏发电并网技术的概述

太阳能光伏系统分为三种不同的类型。最初用的是离网系统，但由于 离网太阳能光伏系统不能直接向电网输电，在市场中并不常见。市场上比 较常见的就是能直接输电的并网太阳能光伏系统与混合太阳能光伏系统。

1.1  并网太阳能光伏系统

目前，并网系统是市场上最常见的系统，也是最为国家所支持的系 统。并网系统的原理是通过并网逆转变器，将太阳能产生的电能转变为可 以直接输入公共电网的交流电，这些电能在满足自身负荷需求的同时，还 可以将多余的电能输入到电网，为用户供电[1]。在阴雨天太阳不足的情况 下，太阳能光伏系统产生的电不能满足自身负荷需求时，就通过电网供电 来维持系统的正常运行。因为并网系统可以直接为电网供电，所以不需要 安装蓄电池等配置，使系统更简洁便利的同时还降低了电能的损耗与发电 系统的成本。但由于逆转换器的使用，也会因为电压、频率等问题使部分 能量出现损耗的情况。该系统通常有集中式与分散式两种形式，集中式通 常运用于大型发电站，工程大投资多的发电站，例如一些国家级发电站。 分散性的特点主要是工期短，投资小，占地面积少，规模不大的发电站， 例如一些建筑一体式的[2]。

1.2  并网混合供电系统

并网混合供电系统是由太阳光伏阵列、电网和备用油机组成的。它代 表太阳能光伏技术的进步，提高了该技术的供电稳定性与效率，与并网系 统相比，并网混合系统更为复杂，对于技术的要求也更高。由于它的稳定 性很强，适用于一些电网不稳定、供电要求高的敏感地区，也可以作为地 区的备用电源。并网混合系统的技术性更强，将控制器与逆变器集成，系 统由电脑智能操控，利用各类能源，保证系统处于最佳工作状态，并可以 连接蓄电池使用，在并网混合系统中，能将充分利用太阳能，将多余的能 源储存完善。当地负载功耗小于当日太阳所生产的能量时，并网混合系统 可以将多余的发电量储存在蓄电池里，防止出现供电不足的情况。如果电 网出现意外状况时，比如停电与供电不足时，系统将会自动切断电网，等 待故障解除后，在再换到并网模式，通过并网供电。

2 采用光伏发电并网技术需要考虑的问题

一是需要考虑电压的波动问题。也就是对于太阳能的光伏发电而言， 与传统的发电技术存在较大的差异和不同，尤其是在发电体现的电压稳定 性。光照强度的变化实际就能够影响光伏发电的输出功率和电能多少。不 同季节、不同天气和不同时间段的光照都会发生极大的变化，因此实际的 电压存在较大的波动。有效解决电压的波动问题才能使得光伏发电顺利进 入大电网当中。二是谐波问题。也就是光伏发电系统运行过程实际产生的 电能，在并入电网的过程当中需要经历直流向交流的转变，需要进行生升 压的操作，这样才会使得光伏发电进入大电网当中。那么在这一过程当中 就会产生一定的电压畸变，随着产生的谐波问题就可能影响并网，因此需 要对这些问题进行有效地解决和控制，这样才能使得光伏发电顺利地进入 大电网当中。

3 太阳能光伏发电并网技术应用现状

3.1  并网发电技术应用中的难点

太阳能发电技术发展时间不长，在运用时还有一定的不确定性，这是 并网发电技术中的难点，也是今后需要进步的一点。与风能模型相比，光 伏发电系统通常结合不同的模式，在高峰期产生不同的发电模型，因此， 太阳能发电不用考虑发电的平衡。随着发电技术的发展，已经可以保证电 力的稳定性以及总发电量，安装各种设备，作为补偿设备，这样就降低了对电网的影响。目前，电网也开始向自动化、智能化发展，因此，利用先 进技术对电网电流进行操控也成为了太阳能光伏技术的一大难题。

3.2  电流控制技术分析

并网技术在实际作用中，通常是通过逆变器对系统进行控制，将太阳 能生产的直流电转换为可以直接输入交流电。安装逆变器可以在很大程度 上降低电力的谐波，提高电网的供电稳定性与工作效率。同时使电流能稳 定顺利输入输出。在正常情况下，电网的电压变换器在工作中包含的内容 也比较广泛，比如有源滤波以及不间断电源与整流形式等[3]。我们电流控 制设备的提高，促进了太阳能光伏并网系统高效科学的运行。在太阳能光 伏发电系统都有一个共同的特点，即使是在不同的系统中，都会有一个内 环结构来进行电流的控制。

3.3  孤島效应检测与保护技术分析

光伏并网发电系统，是通过各种不同类型相互完善，共同完成发电 的过程。在目前的发电市场上来看，主要通过发电系统与市电并联来为 城市提供用电。如果电网出现意外状况，比如出现供电中断时，太阳能 光伏发电系统不能及时检测，电力系统也不会因此受到影响，是一种比 较独立的供电方式，这种现象也被称为孤岛效应。但如果没有对意外进 行及时的检测与改善，长期以来一定会供电系统带来安全隐患，不管是 在安全上或者是供电的质量上，都存在着一定的威胁。因此，相关的工 作人员一定要做好保护措施，可以采用无功补偿法、主动频移法等进行 安全防护的保护措施。

4 加强太阳能光伏发电并网技术的对策

4.1  加强对热力太阳能并网研究

在目前的市场上看来，热力系统比电力系统的成本要低得多，利用高 容量材料作为媒介，可以对系统进行改善，从而得到高性能系统来降低高 峰能源的需求，最后使系统传递出电能。此外，热力太阳能可以提供优良 的动态频率，使低电压穿越功能得以正常使用。在这里的储存装备也可以 作为后备能源为其补充能源。因此，我们要加强热力太阳能并网的研究， 将热力系统的优势在实践中充分发挥。

4.2  重视太阳能光伏并网的分析

太阳能光伏系统，利用能够重复充电的蓄电池来储存剩余的电能，再 将太阳能光伏模块与电池连接，最后接上负荷。就可以得到一个简单的太 阳能光伏发电设备，并且可以保障系统的正常运作，为负荷供电，增加系 统的使用寿命。同时太阳能电池可以收集太阳光，直接产生电流，为负荷 的设备供电，还可以安装一个逆变器，将太阳能产生的直流电转化可以输 入电网的交流电。用户们还可以将自己的意见反馈到电网公司，并针对自 己的需要，制定不同的组件单个使用，提高供电公司的供电功率。

总而言之，太阳能在光伏网络中的应用是一种将太阳能转化为电能的 新技术，它为未来的发展开辟了广阔的前景。这项技术既保护环境免受污 染，又确保电力供应不间断。随着这项技术的发展和进步，在提高电网稳 定性、经济性和环境保护方面的积极作用非常大。

参考文献：

[1]袁雅迪.太阳能光伏发电的并网控制技术研究[D].中国矿业大学，2020.

[2]李文杰.太阳能光伏发电系统并网控制技术的研究[D].太原科技大学， 2012.

[3]吴丽红.太阳能光伏发电及其并网控制技术的研究[D].华北电力大学， 2011.

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