摘要：如今太陽能光伏發(fā)電技術(shù)的應(yīng)用成了公認的綠色電網(wǎng)技術(shù)，對節(jié)約電網(wǎng)投資、減少能耗、提升供電穩(wěn)定性和靈活性有重要意義，是新時期電力工業(yè)的主要發(fā)展趨勢。為了促進我國光伏發(fā)電技術(shù)的提升，光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)工程設(shè)計尤為關(guān)鍵。
關(guān)鍵詞：太陽能；光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)；設(shè)計
1光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)簡介
太陽能電池組件形成的電流經(jīng)過光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的轉(zhuǎn)化，并利用并網(wǎng)逆變器產(chǎn)生高質(zhì)量電流，同時連接到公共電網(wǎng)為人們的日常生產(chǎn)生活提供電壓保障。相對傳統(tǒng)配電方式而言，光伏并網(wǎng)系統(tǒng)的優(yōu)勢在于采用了新型能源，通過太陽能電池矩陣轉(zhuǎn)化太陽輻射從而實現(xiàn)發(fā)電，其系統(tǒng)原理是為光生伏特效益。
2光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)
2.1并網(wǎng)逆變器控制技術(shù)。在光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)工程中，并網(wǎng)逆變器是實現(xiàn)其與電網(wǎng)系統(tǒng)相連的關(guān)鍵設(shè)備。并網(wǎng)逆變器控制裝置主要利用PID控制方法，即采取電流控制，從而確保光伏并網(wǎng)系統(tǒng)電流與電力系統(tǒng)保持一致，達到了統(tǒng)一控制的目的。PID控制技術(shù)保證了光伏并網(wǎng)發(fā)電過程的動態(tài)化運行，為內(nèi)部電流的持續(xù)傳送提供了保障。除此之外，PID控制技術(shù)還使系統(tǒng)電壓能維持穩(wěn)定性，促進形成光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)產(chǎn)生最佳功率。2.2最大功率點跟蹤技術(shù)。最大功率點跟蹤技術(shù)是光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的一項調(diào)節(jié)性技術(shù)，會對發(fā)電運行產(chǎn)生直接影響。這一技術(shù)根據(jù)其環(huán)境特點，結(jié)合當(dāng)時氣候條件進行并網(wǎng)調(diào)節(jié)。依據(jù)具體狀況繪制過程圖，從而參考這些數(shù)據(jù)信息對光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)的功率現(xiàn)狀進行追蹤。2.3并網(wǎng)技術(shù)。并網(wǎng)技術(shù)主要考慮電網(wǎng)運行需求，采用10KV高壓并網(wǎng)或380V低壓并網(wǎng)，依據(jù)接入點距離進行并網(wǎng)點個數(shù)和分布的確定；結(jié)合發(fā)電項目的投資收益率確定選用固定角度或自動跟蹤旋轉(zhuǎn)角度的功率追蹤器支架；通過對用電分布時間段、電費峰平谷價格的分析，確定蓄電池組的應(yīng)用。
3太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)工程設(shè)計中的關(guān)鍵點
3.1設(shè)計設(shè)備配置。光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)涉及到的主要設(shè)備包括光伏陣列、控制器、并網(wǎng)逆變器，除此之外，還應(yīng)設(shè)計防雷接地。首先，太陽能具有低密度性，所以設(shè)計太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)時需要設(shè)置大型的太陽能電池陣列從而實現(xiàn)對太陽能資源的收集。光伏陣列設(shè)計過程中，當(dāng)串聯(lián)時應(yīng)對每個組件進行旁路二極管的并接，并聯(lián)時應(yīng)在線路中將阻塞二極管進行串接。在接入過程中，要保證電池組件的性能質(zhì)量，同時堅持接線最短的原則實施組件互聯(lián)。其次，在選擇控制器時，并網(wǎng)系統(tǒng)要求、功率、方陣路數(shù)、電壓、蓄電池組數(shù)量等都是要進行考慮的重點要素，一般而言，單路脈寬調(diào)節(jié)控制器應(yīng)用在家用光伏發(fā)電中；多路控制器應(yīng)用在功率要求較高的太陽能光伏電站中；由于通信以及工業(yè)行業(yè)的光伏發(fā)電系統(tǒng)需要具備較強的通信功能，因此需選擇智能控制器。再次，當(dāng)前交流負載是我國使用的主要負載形式，由于光伏電源供應(yīng)直流電力，因此融入市場存在一定困難，這就需要光伏產(chǎn)生的電力進行轉(zhuǎn)換從而提供給并網(wǎng)系統(tǒng)。而并網(wǎng)逆變器就是進行交流電轉(zhuǎn)換的關(guān)鍵裝備，在設(shè)備配置設(shè)計中占有重要地位。3.2設(shè)計光伏組件。光伏組件設(shè)計環(huán)節(jié)，應(yīng)當(dāng)重點考慮太陽能電池組件的總功率，從而準確選擇電池組件的串聯(lián)數(shù)量（N≤Vdcmax/Voc×（1+（t-25）×Kv）），具體計算公式如下：INT（Vdcmin/Vmp）≤N≤INT（Vdcmax/Voc）式中：Vdcmax——逆變器輸入直流側(cè)最大電壓（V）；Vdcmin——逆變器輸入直流側(cè)最小電壓（V）；Voc——電池組件的開路電壓（V）；Vmp——電池組件的最佳工作電壓（V）；N——電池組件串聯(lián)數(shù)（N取整）。3.3設(shè)計接線箱。接線箱通常在光伏發(fā)電系統(tǒng)中光伏陣列的輸出部分，處于輸入端主要是連接各組件的子方陣，輸出端是對控制器進行連接。接線箱設(shè)計的主要目的是實現(xiàn)防反沖和防雷擊。3.4設(shè)計光伏子陣。光伏發(fā)電系統(tǒng)實現(xiàn)功率最大化是重要目標，由于太陽電池陣列浩大，為了提高場地利用效率，大多情況下會采取前后排布的形式，但是一些情況下，因為光伏電站附近高建筑物的遮擋，會制約太陽光的照射效率。因此，應(yīng)通過嚴密計算前后方陣的最小距離來避免電池板或某些位置遮擋而造成能源損失，從而提高太陽能的有效利用。隨著地理位置間的變換，太陽高度以及方位也會發(fā)生變化，但不具備確定值。一般來講，為了便于參考，計算過程中通常以冬至當(dāng)?shù)仄教枙r當(dāng)天9:00~15:00太陽電池方陣無遮攔為原則，這樣一來，再結(jié)合光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)工程建設(shè)項目的緯度位置，以及冬至日的太陽赤緯角和9:00~15:00時的時角，就能獲取遮擋物經(jīng)過太陽光照射形成的投影長度L，繼而進行電池方陣間距D的準確計算。3.5設(shè)計儲能子系統(tǒng)。對于儲能子系統(tǒng)的設(shè)計，關(guān)鍵在于設(shè)計蓄電池與功率調(diào)節(jié)器。例如蓄電池設(shè)計，首先要保證蓄電池質(zhì)量合格，具備質(zhì)檢部門出具的相關(guān)報告，同時保證蓄電池的運行環(huán)境處于5~30攝氏度中，與此同時嚴格觀測蓄電池的外形狀況，避免出現(xiàn)變形、裂縫、漏液等問題。接著針對蓄電池總?cè)萘窟M行詳細計算，具體公式如下：C=1×[K1I1+K2（I2-I1）KN（IN-IN-1）]/L式中：C——250C的額定放電率換算容量（AH）、UXL電池是10HR容量。L——對因維護系數(shù)、使用年數(shù)、使用條件的變化而引起的容量變化而使用的修正值。一般L值采用0.8。K——由放電時間T、電池的最低使用溫度、允許的最低電壓而決定的容量換算時間。I——放電電流。
4結(jié)語
綜上所述，積極促進太陽能產(chǎn)業(yè)發(fā)展，不但可以對能源結(jié)構(gòu)調(diào)整起到積極作用，還能滿足社會的生態(tài)環(huán)保需求。因此，加強太陽能光伏發(fā)電并網(wǎng)系統(tǒng)工程設(shè)計工作意義重大。由于光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)具有特殊性，會對電網(wǎng)資源供應(yīng)產(chǎn)生影響，相關(guān)設(shè)計工作者務(wù)必全面了解光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)技術(shù)，深入分析各種現(xiàn)象并提出要點措施，為太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的高效利用提供基礎(chǔ)保障，從而提高發(fā)現(xiàn)效率和整體質(zhì)量，推動我國電力事業(yè)發(fā)展并促進我國經(jīng)濟進步。
參考文獻：
[1]劉小平.光伏并網(wǎng)發(fā)電系統(tǒng)對電網(wǎng)的影響分析[J].通信電源技術(shù),2018,35(03):59-60+62.
[2]秦曉霞.光伏發(fā)電并網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)及對策研究[J].通信電源技術(shù),2018,35(03):74-75.
