摘要：随着世界范围内不同国家的科学技术能力的提升，许多生产和生活方式发生巨大的变化，并且新型能源的不断研究和发展，已经成为许多国家重要的发展方向，同时也出现很多高科研成果，并面向社会提供能源使用。随着我国科技实力的不断提升，更加注重能源的持续和无污染领域探索，并根据发展要求，将太阳能作为优先研究和发展对象。作为新型能源的代表，太阳能具有长久高效的特点，并且不会对环境造成污染，已经成为我国社会和经济发展重要基础。利用太阳能的特点，将光伏发电作为未来电力来源，成为日常生活和生产的另一种能源。本文针对太阳能光伏发电中的关键控制问题进行了研究。
关键词：光伏发电系统；关键控制问题；研究
引言
随着石油天然气、煤炭等资源的消耗日益增多，能源的消耗危机已经逐渐成为全世界共同的问题。新能源的开发和利用已经成为了刻不容缓的课题，太阳能是最为丰富的可再生能源之一，具有无污染、可再生等优势，是世界上公认的最为理想的代替能源之一。将太阳能这种可再生能源进行有效利用，就能代替传统的能源，可有效地缓解能源紧张的情况，太阳能光伏发电技术具有良好的发展前景。
1太阳能光伏发电技术
1.1太阳光伏发电技术原理
光伏发电技术是将太阳能转变为电能。在太阳能光伏发电技术中，太阳能电池是其中的核心关键设备，最初的光生伏打效应是在1839年发现，有效的奠定了太阳能电池发展的基础。当太阳光对太阳能电池芯片中PN结进行照射之后，电子芯片在高能状态下吸收光能，将其中的自由电子激发，晶体中的自由电子进行移动，调动剩下的晶体在围绕其进行移动，N结出形成自由电子聚集，P结出形成空穴聚集，因此PN结之间产生电势差，提供一定程度的电源。
1.2太阳能光伏发电系统
太阳能光伏发电系统中主要包括储电电池、太阳能光伏电池、控制储存器、逆变器等，光伏电池板将太阳能有效的转变为电能，通过逆变器后才能为人们正常使用。主要分为独立光伏发电系统和并网光伏发电系统。
1.2.1独立光伏发电系统
独立光伏发电系统指的是处理运行的发电机构，是自身独立的一套发电系统，不和任何电网进行连接，建设的地点都是在野外边远的地区，经常使用在移动式电源中。独立光伏发电系统可以将白天储存的电能存储在电池中，供没有接入电网的偏远地区的用户晚上使用。但是在实际的使用过程中，独立的光伏发电系统并不是很稳定，一般需要建立一个电站与之进行辅助，导致光伏发电的成本增加，没有达到清洁能源发电的目的。
1.2.2并网光伏发电系统
并网光伏发电系统指的是将光伏发电技术和电网连接在一起进行使用。能够有效的为公共电网提供电能和无功电能，起到的作用和微型发电站是一样的。在太阳光的照射下，光伏电池将产生的直流电经过相关的仪器和设备进行转换，转变为与我们公共电网频率相同的交流电，然后再将交流电以电流源的方式输送到电网中，因此并网光伏发电系统不需要蓄电池，与独立光伏发电系统相比较成本较低。并网光伏发电系统比独立光伏发电系统的转换效率高，因此具有较高的供电稳定性，是目前在太阳能光伏发电产业中理想的发展方向。
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2光伏发电系统中的控制解决方案
2.1光伏发电系统并网控制
光伏发电系统并网运行时，就是光伏所发电力与电网并列运行，电网有电，光伏才并网发电，电网失电，光伏并网逆变器交流输出侧无电压输出，光伏所发电力与电网输送电力同幅值，同相位，同频率变化，实现光伏并网运行的主要部件是光伏并网逆变器。另外，光伏发电系统由于应用市场或者环境的不同，需与环境监控技术，实时监测系统，通信系统，综合自动化等系统结合应用，所有的控制都是为了提高整个系统效率，所发电力安全可靠经济运行。
2.2光伏系统中控制器和逆变器的控制
在光伏系统组成结构中，控制器和逆变器作为重要的设备需要控制，同时要根据以下问题进行控制：（1） 要有明显的警示标志出现在控制器上。（2） 定期检查控制器间，起到连接作用的接线端，出现生锈或腐蚀情况应立即处理； （3）在控制器中，要求高压熔丝具有规定要求的标准。（4） 在控制器内，出现直流输出电力时，能够使母线的正负极对接，并且要有2 Ω绝缘电阻使用。在对逆变器进行维护过程中，要保持连接的完整程度，同时对结构中出现的灰尘、锈迹和腐蚀等情况，及时进行处理。如果遇到特殊天气造成温度的变化，也要有相应的应对措施，并保持警示标志的完整性和清晰程度。（5） 如果遇到逆变器工作停止，但是还没有找到对应的原因时，要对设备进行拍照和记录，通过与厂家的沟通完成修理工作。另外，要保持逆变器的清洁程度，对不同接线端的情况进行处理，同时控制好温度，确保逆变器运行稳定。
2.3光伏系统中蓄电池的控制
在光伏系统运行中，将收集的太阳能进行电能转换，并储存在蓄电池当中。通过对太阳能辐射能的收集，并转换成电能后，能够在蓄电池中有效地保存。由于蓄电池需要合理的温度控制，通常将温度控制在5~25 ℃之间。如果周围温度超过控制范围，采取通风对温度进行控制；如果周围温度处在很低的环境中，要对其进行保温处理。由于蓄电池重要的储存功能，对光伏系统的运行起到稳定作用，所以要密切关注蓄电池情况。在目前的光伏系统中，使用阀控式密封铅酸蓄电池，作为主要储存电能工具。其特点是不需要过多的维护工作，但是需要定期的清理，控制好室内温度。工作人员要密切观察蓄电池工作情况，当经过长时间的使用后，系统会产生大量的负荷，蓄电池的电流会不断地释放，这就要观察其端子和外壳情况，如果出现过热痕迹，就需要进行及时的处理。在定期检测蓄电池过程中，检查螺丝有无松动情况，同时检测其电能输出能力，并对上述问题进行更换和处理。工作人员在进行操作过程中， 要穿戴好防电用品，保护自身安全。蓄电池通常会出现漏液情况，这作为主要的问题被广泛地涉及，当蓄电池外形发生变化时，要及时处理此类问题，通过详细的检查，能够对发生的问题进行解决，防止问题不断扩大。
2.4热斑现象的产生和避免
在对太阳能电池长期的维护过程中发现，在特殊的环境中会出现热斑情况。这可能是由于积累的灰尘，或者清理时候产生的遮挡，使得太阳能辐射能，不能被光伏设备集中和吸收，从而阻碍光能转换成电能。当受到遮挡的位置温度不断升高，会造成这个区域的光伏组件表面受到的破坏，从而出现热斑现象。通过不断的研究和分析中得知，会由于两种情况，使热斑情况出现在光伏组件中，一种是内阻，另外一种是电池片自身暗流电流。通常从源头开始，使遮挡光电组件的灰尘或其他东西，得到有效地去除，从而减少由于热斑现象造成的破坏。另外，要对电池内部和逆电流情况进行了解，或者增加组件的功能，确保其能够高效的运行。也可以通过提高清理能力，增加机器人的使用，使更多的阻碍物质得到清理，减少热斑的出现情况。
结语
我国具有广阔的国土面积，因此能够有效地利用太阳能光伏发电技术，将其中的转换率进行大幅度提升，太阳能光伏发电技术的前景十分广阔。目前应当寻找最佳的控制策略和最大程度下激发它的使用率是这项技术的重中之重，从而增加光伏系统运行和生产效率，为我国光伏能源发展奠定坚实的基础。
参考文献
[1]白永生.光伏发电的发展与设计思路[J].现代建筑电气，2017（11）：60-62.
[2]王东娇.太阳能光伏发电控制技术研究[D].中北大学，2010.
论文作者:王缓
论文发表刊物:《电力设备》2019年第6期
论文发表时间:2019/7/9
标签：光伏论文; 系统论文; 太阳能论文; 蓄电池论文; 逆变器论文; 电能论文; 电网论文; 《电力设备》2019年第6期论文;