摘要：太阳能作为众多可再生能源中特点突出的可再生能源，已经引起了全球的关注。由于太阳能自身取之不尽的特征，因此其使用成本也就较低，并且在使用中对自然环境产生的影响较小。所以其作为一种可自由利用的可再生能源，不仅被广泛的应用于众多领域，通过长期的实践应用中，太阳能光伏发电已经取得了明显的效果。
关键词：太阳能；光伏发电；并网技术；应用
1太阳能光伏并网发电施工的概述及其原理
1.1太阳能光伏并网发电施工的概述
并网型太阳能光伏发电是近年来新出现在太阳能研究领域的一种新型发电模式。通常情况下,这一发电模式由光伏电池和并网逆变装置组成,在实际的运行过程中通过应用电池的方式对电能进行储存,从而达到优化电能组成的目标。就目前来说,太阳能光伏并网发电项目的施工不仅在一定程度上为原有的太阳能发电系统减少了不必要的能源收、放支出,而且在一定程度上减低了其系统运行环节的能量损耗,同时有效降低了太阳能工作设备的成本。
1.2太阳能光伏并网发电运行特征
根据以往对太阳能光伏并网发电的研究可以发现,在实际的运行工作环节,太阳能光伏并网发电装置的运行特征主要集中在如下方面:首先,太阳能光伏并网发电施工技术的应用能够在很大程度上降低在发电环节污染类物质的产出,最大程度地避免设备运行环节产生的噪音,更加绿色、环保。其次,太阳能光伏并网发电施工技术大都应用在建筑物的顶端,从而最大程度减少对本就贫瘠的土地的占用,能够充分体现现阶段城市建设的附赠价值。最后,在实际的应用环节,太阳能的电力转换相对比较简洁,能够实现原地发电、原地用电的目标,并将其使用过程中结余下来的电力输送到电力网络中,从而在一定程度上满足我国人们生产、生活对电力的迫切需求。
2太阳能光伏并网发电施工技术
2.1太阳能光伏发电系统的最大功率点跟踪
由于太阳能电池会受到环境温度、日照强度等因素的影响，其输出功率会出现较大的波动。太阳能电池的输出功率会因环境温度、日照强度的变化而变化，因而其输出功率需要根据所能产生的电能进行自动调节，确保其与负载相配合，从而达到最大的功率转换效率，以提高光伏方阵利用率。光伏方阵最大功率点跟踪（MPPT）是最主要的控制方法，此外还有爬山法、增量电导法、恒压跟踪法、自适应算法、爬山改进法等，下面主要针对MPPT进行分析。由于光伏阵列在负载、环境变化下，输出电压与电流呈现出非线性，在特定工作环境下存在唯一的最大功率输出点，光伏阵列能不能在最大功率点工作取决于其负载大小。由于外界的温度变化，以及光照强度无法采用人为的方法进行控制，且这两个影响因素在一天之中会不断的变化。为了确保光伏阵列的输出特性也能随着外部环境的改变而做出相应的变化，能够始终在最大功率点工作，就必须适时改变光伏阵列所接的负载。为此，可以通过在光伏阵列与负载之间串联最大功率点跟踪电路来达到目的。较为常用的最大功率点跟踪电路是一个DC/DC变换器，DC/DC变换器占空比与其所带负载的函数就是光伏阵列所带的等效负载，对占空比进行调节就能够实现改变光伏阵列所带负载的目的，以达到最大功率点跟踪，充分利用光伏阵列产生的电能的效果。
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2.2太阳能光伏发电系统的储能及充放电控制
储能及充放电的控制对于太阳能光伏发电系统也有重要的影响，控制器要完成最大输出功率跟踪，保持最大功率输出，以预防蓄电池出现深度放电与过充电，并达到最佳状态。一般而言，在线式电压检测主要是通过检测蓄电池的端电压，在其大于某个限定值时就判断为已充满，从而停止太阳电池向蓄电池充电。但是，在停止充电后端电压会下降，蓄电池充电实际上并未充足，从而使蓄电池的寿命、充电器整体效能的提高遇到瓶颈，因而需要选择新的离线式检测。通过一个太阳电池给多个蓄电池模块进行轮换充电，在充电电路断开后各个蓄电池端压都有足够的时间恢复正常，可以确保检测结果正确反映蓄电池容量。并且，在原有电路增加放电自锁功能、下限自锁电路，利用放电自锁功能可以防止蓄电池对负载进行小电流放电，并防止蓄电池深度放电以起到保护蓄电池的作用。在太阳能光伏发电系统当中，无论是蓄电池的负载，还是太阳电池的输出，又或者是蓄电池的自放电，都是不确定量，因而储能及充放电控制可以采取模糊控制方法来实现。
2.3太阳能光伏发电系统的并网控制
由于太阳能光伏发电系统最终是要并入电网的，因而太阳能光伏发电系统的输出交流电电压、频率等必需确保与电网相同，相位也要保持一致，如此才能达到利用的目的。太阳能光伏发电系统的并网控制需要通过逆变器来完成。通过电流型脉宽调制逆变器使馈入电流对电网产生的电力谐波降低，将其总谐波失真控制在一个较低的水平，并且确保输出电流同步波形控制，以及最大功率转换控制得到有效的兼顾。并网逆变器的控制模式为双环控制，其中，外环参考电压采用理想的正弦波，将输出电压和参考电压的比较当作PI调节器的输入，并且将PI调节器的输出当作内环电流环的参考值。在双环控制的基础上，还可以同步锁相控制。在太阳能光伏发电系统的并网控制，逆变器是与电网直接并联，如果电网断电逆变器处于持续发电的状态就会产生孤岛效应，会使逆变器损坏，并使维修人员面临危险。因而，必须有完备的保护措施，并且确保逆变器有自动侦测功能。孤岛效应的侦测可以采用被动式检测技术对保护电路、电压谐波检测，急剧相位偏移等电网状态进行检测，以判断电网是否出现故障，也可以采用主动式检测法，通过由电力转换器产生干扰信号来观察电网是否受到影响，以判断是否出现故障。通过逆变器自动侦测确保出现孤岛效应后逆变器能够及时脱离电网，确保设备与人员的安全。
2.4电气工程安装
在针对汇流箱的安装环节,首先在实际的箱体搬运过程中尽量避免箱体出现剧烈的活动和振动,同时在完成搬运后需要针对箱体进行检查,并将检查的结果记录在册。在针对汇流箱的安装环节,应确保电气线路与汇流箱之间存在一定的距离,从而保证其箱内防水性能。同时,在安装的环节便在汇流箱的箱角区域安装起到缓冲作用的橡胶软垫。
在针对桥架的技术安装环节,首先应确保在安装的前期桥架没有存在较为显著的形变现象,从而在一定程度上保证与实际的设计图纸相吻合,同时选择螺栓的固定方式帮助桥架进行平衡状态下的固定。在电缆的排布操作中,需要确保其桥架宽度超过30cm,从而保证后续的使用效果。
结论
综上所述,随着我国太阳能技术应用的不断推进,人们越发注意到太阳能建筑施工环节相关技术措施的应用及其积极作用。由此,其在这一环节针对施工中常见的技术误区进行优化和改革,不仅能够在一定程度上提升太阳能技术在实际应用中的推广力度,同时还能在根本上促进我国未来新型能源行业的发展,从而在根本上为我国生态和谐型社会体系的发展打下坚实的基础。
参考文献：
[1]张志强,马琴,程大章.太阳能光伏发电系统中的控制技术研究[J].电器与能效管理技术,2018(12):55-58.
[2]董密.太阳能光伏并网发电系统的优化设计与控制策略研究[D].长沙:中南大学,2017.
论文作者:刘永贵
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年第09期
论文发表时间:2019/9/10
标签：太阳能论文; 光伏论文; 并网发电论文; 蓄电池论文; 逆变器论文; 负载论文; 电网论文; 《当代电力文化》2019年第09期论文;