关键词： 电气自动化；逆变器；光伏发电；监测；
1 前言
我国是煤炭资源生产消费打过，2019年我国煤炭资源消费总量占到全球煤炭资源消费总量的一半以上。除了煤气化、煤热解生产化工原料以外，煤炭通过热电联产技术发电、产热是煤炭资源最主要的利用方式。但是，在我国工业经济高速发展的时代背景下，各地已经逐渐出现煤炭资源过度消费的现象，对国家能源安全带来困扰。更重要是，受到煤炭资源发电利用技术水平的限制，煤炭燃烧发电的杂原子化合物、灰分等不能充分治理，排放到空气后会造成严重的雾霾污染。因此，为了缓解我国一次化石能源安全保障问题，从根上解决我国目前大气雾霾污染问题，绿色环保的发电技术收到了国家、科研院所的广泛关注，其中太阳能光伏发电技术是其中非常重要的分之领域。太阳能光伏发电技术的核心材料是不同晶体结构的单质硅等半导体材料，这类半导体材料在光子的作用下会在局部产生势能差，利用势能差之间电子迁移形成的电流实现光能向电能的转化。太阳能光伏发电技术可以应用到独立设备发电也可以应用到并网发电，它们的核心组件都是由半导体发电板、控制器、逆变器等组件。
相较于传统的化石能源燃烧热电联产技术、风能水能发电技术，太阳光伏发电不要机械传动就可以实现能量的转化，单位发电量的设备投资和能耗低，发点过程没有机械噪音。我国西部地区太阳光照强度大，相较于风能和水能，来源更加广泛。为了进一步提高太阳能光伏发电效率、降低光伏发电并网电能损失，技术人员将电气自动化技术引入到太阳能光伏发电体系中。本文针对电气自动化的应用情况做出梳理总结。
2 电气自动化在太阳能光伏发电领域的应用
现代社会发展的各个领域都离不开电气工程技术的支持，电气工程不仅是工业生产动力的基本保障，也是电力系统中节能降耗、提高管理效率水平的重要措施。在太阳光光伏发电电力系统的建设与运行维护过程中，合理的运用电气自动化技术不仅可以减少人为操作所带来的运行故障，还可以降低人工操作的工作强度，保障员工的工作环境。此外，通过电气自动化控制，光伏发电电网运行的稳定性和安全性也可以提高，避免频繁停运所带来的经济损失。
1、电气自动化在光伏发电并网系统中应用
光伏发电系统并入常规火力发电电力网络系统中用于市政、工业用电。白天光照强度大，光伏发电效率高、发电量大。逆变器将产生的直流电转变为正弦交流电并入到电力系统中。而当夜晚没有关照或者阴雨天气光照不足时，电力系统的所需的负载用电由火力发电提供。这种间歇式的光伏发电系统控制离不开电气自动化技术的支持，通过电气自动化技术逻辑关系，在不同的用电时期选择不同类型的光伏发点模式，可以有效的弱化光伏发电系统并网时对传统火电网络系统的冲击。
2、电气自动化在光伏发电电力系统直流逆变应用
根据光伏发电的特点，独立的光伏发电系统都是直流电，虽然这种系统具有成本低、结构简单的特点，但是各地区的直流电压不统一，标准化推广难度大。因此，出现了将光伏发电系统并入到传统电力系统的技术，但是由于传统电力系统为交流电，在并网运行时需要将光伏直流电系统转变为交流电。该技术主要通过光伏发电设备中的逆变器设备实现。这种直流电转交流电的技术运行难度大、稳定性差，且存在一定的危险性。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆利用电器自动化控制技术，可以有效解决上述问题。揭阳中诚集团利用电气自动化控制技术对光伏发电的交流变化情况进行实施监控，监控内容包括：（1）光伏发电逆变器设备监控，如逆变器工作直流电压、转变交流电压、直流电流、转变交流电流、电网功率、转变因素等。（2）光伏组件分布请坤哥，根据汇流箱采集的数据分析、定位出光伏阵列中异常的光伏组件，积极开展检修。
3、电气自动化在光伏发电站及水泵系统中的应用
随着太阳光光伏发电规模扩张，电力系统越来越复杂，对管理造成很大的困扰，一旦出现的故障没有及时发现将会造成严重的危害。在光伏发电站及水泵系统应用电气自动化监控技术，可以帮助管理人员及时发现系统故障来源比定位故障点位。及时开展维修，保证用户用电需求。揭阳中诚基团建立的ZCP4-50P-250W太阳能发电系统使用的光伏发电站为NSA 3000T，该系统使用电气自动化监控系统对发电站工作情况进行监测，监测内容包括：（1）监测光伏发电站电池板发电电压、电流以及设备运行情况；（2）监测逆变器工作状态；（3）记录电池板累积发电量、详细参数历史曲线、参数设备等。通过以上监测数据，电气自动化控制系统可以准确的判断故障点，并发出警报，提醒技术人员及时抢修。
4、电气自动化在光伏发电无功补偿控制中的应用
光伏发电系统中使用的大量电子元件都会在启动或者停止中产生无功损失和谐波。谐波会造成光伏电力系统的不稳定，出现电压过低或者过载的情况，通过电气自动化的精准调节作用，消除无功损失和谐波对光伏电力系统的影响。
此外，通过电气自动化对光伏发电设备、电力系统设备的实时监控。可以准确快速的检测设备正常运行的状态量，根据监控结果及时发现故障设备，一方面可以协助工作人员制定故障设备检修保障系统稳定运行，另一方面可以提高设备的使用寿命。
3 结语
西欧国家海上风能资源丰富、南美洲水能资源丰富，我国西部地区低于广阔、光照强度大，大力发展光伏发电技术是丰富我国电力资源方式、保障我国电力系统供给稳定的重要手段。此外，太阳能光伏发电技术不仅可以并网技术应用到传统国家电网电量供给中，其在军事工业攻击站、油气能源勘探、公共用电设备、家庭小型电器等方面都有广泛地应用市场前景。因此，为了继续推动太阳光光伏发电技术发展，技术开发人员要积极弥补我国电气自动化技术水平与国外先进技术差距，并提高电气自动化在太阳能光伏发电中的应用范围。
参考文献：
[1] 冯轲, 贺明智, 游小杰, et al. 光伏并网发电系统孤岛检测技术研究[J]. 电气自动化(2):43-46.
[2] 张艳芳, 徐怡山. 太阳能光伏发电并网技术现状及发展趋势分析[J]. 中国电子商务, 2012(10):30-30.
[3] 王侃宏, 王丽辉, 崔坚. CDM在太阳能光伏发电产业中的应用研究[J]. 建筑科学, 2008, 24(4):44-48.
[4] 刘胜俊. 电气自动化在集中式并网光伏电站中的应用及发展[J]. 中国设备工程, 404(19):187-188.
[5] 邓永星. 太阳能光伏发电系统在公共建筑中的应用探讨[J]. 科技与创新, 2017(12):143-144.
[6] 李练兵, 刘哲, 孙鹤旭. 光伏并网监控系统[C]// 天津市电机工程学会2012年学术年会. 2012.
[7] 王振杰. 浅谈电气自动化在太阳能光伏发电中的应用[J]. 中国战略新兴产业, 2018(4):125-125.
[8] 丁婷婷, 祝雪妹. 太阳能光伏发电中跟踪控制系统的研究与设计[J]. 机械制造与自动化, 2012, 41(6):200-202.
论文作者:蒙昌国
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年 20期
论文发表时间:2020/3/16
标签：光伏论文; 电气自动化论文; 技术论文; 太阳能论文; 系统论文; 电力系统论文; 逆变器论文; 《当代电力文化》2019年 20期论文;