摘要：光伏发电系统所具有的效率高、清洁无污染、资源广等优点是新能源的发展方向。本文在介绍新能源光伏发电系统的基础上，探讨了光伏发电系统的应用要求，并就新能源光伏发电系统的应用途径进行分析，以期为我国新能源的发展及应用提供参考性依据。
关键词：新能源；光伏发电系统；应用
1新能源光伏发电系统
1.1光伏发电原理
新能源是指非常规能源的总称，包括太阳能、生物质能、水能、风能、地热能、波浪能、洋流能和潮汐能等。尤其太阳能，是人类取之不尽用之不竭的可再生能源，具有充分的清洁性、绝对的安全性、相对的广泛性、长寿命和免维护性、资源的充足性及潜在的经济性等优点。将太阳能直接转变成电能的系统，也就是平常所说的“光伏系统”，光伏系统的核心是一个叫做“太阳电池”的部件。当阳光照射到太阳电池上的时候，电子受到光子的激发而发生迁移，它们向着太阳电池的上表面运动，使得太阳电池的上表面和背面中含有的电子数量不平衡，如果将太阳电池的上下表面用一根导线连接起来，就会在太阳电池的正极和负极之间产生电流。
1.2光伏发电系统
光伏发电系统以应用进行区分，可分为并网光伏发电与独立光伏发电两种类型。独立光伏发电系统是在不进行与电网链接的情况下进行的电能输出方式，仅需要配以蓄电池进行电能储备就可以独立完成发电过程。并网光伏发电主要是通过链接国家电网进行的输送发电方式。因其在发电过程中没有进行电能储备，而是将电能输送到国家电网，因此在应用中省去了蓄电池的部分，从而也降低了部分成本。通过利用光伏阵列提供的电能支持，可以节省国家电网成本和能量消耗。但是在传输上也增加了部分传输时间与费用，但是总体上得到了应用途径的广泛拓展。在《关于做好分布式光伏发电并网服务工作的意见》中国家电网提出了发展光伏新能源发电的规划。而在普遍应用独立光伏发电系统中，也有《民用建筑太阳能光伏系统应用技术规范》等政策的支持，从而为研究光伏新能源的应用途径奠定了基础。
2光伏发电系统的应用要求
2.1对主要设备的技术要求
（1）逆变器。并网逆变器是光伏并网系统的核心部件和技术关键。①并网点应安装易操作、可闭锁、具有明显开断点、带接地功能、可开断故障电流的开断设备。②应该与相关国家还有行业的有关标准规范保持一致，其有着低电压的封闭和检有压自动联网的作用。③分布式电源专线方式接入时，专线线路可不设或停用重合闸。④在自动重合闸和国网线路进行链接的过程中，应该对重合的时间予以审查。⑤光伏电站逆变器必须具备快速监测孤岛且监测到孤岛后立即断开与电网连接的能力，其防孤岛方案应与继电保护配置、安全自动装置配置和低电压穿越等相配合，时间上互相匹配。（2）交直流配电柜。交直流配电柜需要具备防雷接地的功能，并且低压交流配电系统是光伏逆变器和升压变压器的接口，需要包含电压、电流、电能等指示仪表；状态指示灯；断路器、电涌保护器等保护装置；隔离开关等应具有明显的分断点。
2.2并网运行的技术要求
《并网光伏逆变器低电压穿越测试规程》对于电网的光伏逆变设备，低电压穿越的检测手段进行了公布。不同的地方可以根据当地对低电压使用技术标准，去对光伏逆变器进行检测。这项标准属于我们国家针对有关领域在国际上所颁发的首要标准，其显示了国内光伏连网检测方式在全球有关的领域中得到认可，推进了我们国家光伏领域的快速发展，为这一项产业的发展给予了主要技术上的支撑。按照相关标准，在光伏系统的设计里，要充分考虑继电保护和安全自动设备，进行无功率的转换，以及防雷性能和接地性能，完成自动化调控和进行系统检测等要素，保证其连入电力系统的主要性能。
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2.3继电保护要求
（1）线路保护应适用于系统一次特性和电气主接线的要求。（2）在本线发生振荡时保护不应误动，振荡过程中再故障时，应保证可靠切除故障。（3）被保护线路在空载、轻载、满载等各种工况下，发生金属性和非金属性的各种故障时，线路保护应能正确动作。系统无故障、外部故障、故障转换、功率突然倒向以及系统操作等情况下保护不应误动。（4）要把主保护系统的动作时间抑制在20毫秒内，排除通道传输所产生的间隔时间，把电流返回时间去抑制在30毫秒以内，要对故障点到保护出口点的时间去进行合理的控制。（5）手动合闸或重合于故障线路上时，保护应能可靠瞬时三相跳闸。手动合闸或重合于无故障线时应可靠不动作。（6）保护装置应具有良好的滤波功能，具有抗干扰和抗谐波的能力。在系统投切变压器、静止补偿装置、电容器等设备时，保护不应误动作。
3新能源光伏发电系统的应用途径
3.1单体用户太阳能光伏技术的应用
太阳能资源适用于我国的全方位地区，而小型的电源光伏发电技术从10W到IOOW不等，从而适用于不利广泛建设电网的偏远地区。如海岛上或者高原地区和边防哨所等。其家庭用电的需求也可以配合并网发电系统同时供给，产生5～9kW的电力支持。尤其在光伏水泵技术发展之后，可以初步解决某些地区的深井用水和灌溉需求，同时太阳能净水器的研发也为光伏技术提供了无电净水能力。2012年广西广播电视地球站提出了小型太阳能光伏发电系统的设计理念，开发了太阳能光伏发电系统在小型化单体用户应用上的技术支持。只有完善小型太阳能光伏技术的应用，才能够在整体电力系统中得到用电需求的保障。
3.2太阳能光伏技术在电力系统中的应用
我国电力能源始终处于紧张状态，以城市供电为例，在用电高峰期有着过高的需求量，而在配合使用并网光伏发电的过程中，可以满足高峰期的公共用电需求。在交通领域中，部分无人值守的道班中能够通过配合应用光伏技术提供备用电能的支持，从而保障运输能力始终处于有电状态。此外，太阳能光伏发电非常适合于通信和信号传导，如本地电话交换机、广播电视、微波和其他形式的电子通讯等。这是因为在大多数通信和信号传导应用中，蓄电池已经在广泛使用，而电力系统基本上是直流电。在丘陵和山区，由于起伏的地形，无线电和电视信号可能会被阻挡而反射回来。而大型光伏供电站的建立，能够解决我国部分地区的大规模用电问题。其20kw～60MW的独立光伏电站能够实现停车场充电和风光互补电站的用电需求，从而在其应用中建立起完善的电力系统。
光伏发电系统通常与建筑物相关联：要么集成到它们中，要么安装在其上或安装在地面附近。建筑一体化光伏发电系统（BIPV）越来越多地被作为主要或辅助电力来源的从而融入新的家庭和工业建筑物的屋顶或墙壁。屋顶瓦片与集成光伏电池有时被使用。如果空气可以流通，那么屋顶安装的太阳能电池板可以在白天为建筑物提供一个被动冷却效果，同时也可以在晚上保持积聚的热量。一般而言，住宅屋顶系统具有约5-10kW的小容量，而商业屋顶系统通常为几百千瓦。尽管屋顶光伏发电系统比地面上的公用事业规模的发电厂要小得多，但它们在全球光伏发电系统装置中占有大多数的比例。
而除去建筑行业本身能够得到的电能输出外，其应用到油田作业中也能够提供实际的电能需求，包括对油气设施阴极保护、油区道路监控、边远油井供电系统、LED路灯绿色照明系统、油气管道自控测控系统、输油管道电加热、油田油气管道阀室电源等情况的应用。
4结语
光伏发电系统无污染、效率高、资源广、安全性好等优点。光伏发电系统已经广泛应用于多个领域。尽管中国已经成为全球增长最快的市场，然而我国的光伏发电系统的应用仍不尽人意，因此应该大力发展光伏发电系统的应用，并加大相关研究力度。
参考文献：
[1]光伏发电系统综合量化评价体系探讨[J].王斯成.太阳能.2018（03)
[2]太阳能光伏发电系统设计及安装要点的思考[J].陈学斌.科学技术创新.2018（13)
论文作者:彭江锋
论文发表刊物:《电力设备》2018年第21期
论文发表时间:2018/12/5
标签：光伏论文; 系统论文; 太阳能论文; 新能源论文; 电能论文; 逆变器论文; 故障论文; 《电力设备》2018年第21期论文;