摘要：太阳能光伏发电是国家能源新项目，利用高端科技构建新型发电体系，实现电能资源分配与调度的一体化建设。“光伏发电”改变了早期电力生产的单一性模式，构建了更具现代化的发电调度系统。项目设计是光伏发电的初始阶段，从设计环节优化系统功能布局，可指导后期设计发挥出预期的功能。结合分布式光伏发电发展趋势，本文介绍了光伏发电系统结构设计方法，提出切实可行的系统应用模式。
关键词：光伏发电；结构设计；系统应用；方法
引言
能源经济时代，社会发展对电能资源需求量逐渐增多，积极开发供电项目是国家战略重点。 在可持续发展政策的指导下，新发电项目建设受到了普遍关注， 光伏发电成为国家建设的新项目，对区域能源供应与调配起到了关键性作用。 为了更好地发挥光伏系统功能，需从设计环节进一步优化处理方式，全面发挥出新发电系统的功能优势， 利用各个模块参与电能生产与传输。
1 新电力行业发展趋势
光伏发电是利用半导体界面的光生伏特效应而将光能直接转变为电能的一种技术。 随着市场经济体制快速发展，社会电能使用需求了不断增加， 除了火力、 水力等发电生产方式外，还需研发出新型的发电作业方式。 “光伏发电”开辟了国内电力生产的新模式，其利用光伏系统实现了光、电之间的优化转换，促进了能源分配与利用的一体化发展。 同时，光伏发电项目具有很高的经济价值， 受到国家政策的大力支持。
2 光伏发电系统设计方法
基于供电环境与设备监控系统升级改造， 光伏发电系统结构有了多种控制方案可选，如：远程控制、智能控制等，如何选择最佳方式服务于实际生产， 这是设计人员需要重点解决的技术问题。 设计光伏发电系统要根据不同类型的发电规模，从软硬件系统操控方面实现优化运行， 提高整个发电项目的运行效率。光伏发电系统所在地理位置（纬度）；当地年平均光辐射量； 需要年发电量或光伏组件总功率或投资规模或占地面积等；并网电网电压，相数等。
2.1 并网发电系统设计计算
2.1.1发电量或组件总功率计算
年平均每天发电量 g=Pm×h1×y×η （ kwh ）式中：
g —— — 每天发电量；
h1 —— — 每小时发电量；
Pm —— — 光伏组件总功率；
y —— — 单台机组发电量；
η —— — 发电系统综合影响因素。
平均年发电量 G=g×365 （ kWh ）
2.1.2并网逆变器选用
并网逆变器的选用主要根据下列要求：逆变器额定功率 =0.85~1.2Pm ； 逆变器最大输入直流电压 > 光伏方阵空载电压；逆变器最输入直流电压范围 > 光伏方阵最小电压；逆变器最大输入直流电流 > 光伏方阵短路电流； 逆变器额定输入直流电压 = 光伏方阵最大功率电压；额定输出电压 = 电网额定电压；额定频率 = 电网频率；相数 = 电网相数；并网逆变器的输出波形畸变、频率误差等应满足并网技术要求。 此外，必须具有短路、过压、欠压保护和防孤岛效应等功能。
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3分析光伏发电系统组成及各部分的整体功能
3.1太阳电池组件及方阵的功能发挥
从太阳能光伏发电的整体形势来看，是一种将太阳电池辐射直接转换为电能的发电系统，其中，太阳电池组件是必不可少的重要环节。太阳电池的单体作为一项光电转换的最小单元格，尺寸有严格的要求，一般都在4-200cm2等，能承受的单体电压大约在0.5v，工作的整体电流也约在20-25mA，尤其是不能作为一种单独的电源来使用。但是，通过将太阳电池组件单体进行串联之后，就可以形成更大的功率，尤其是在作为单独的电源使用上具有很大的作用，其中，太阳电池组件再经过串并联并安装在支架上，就构成了太阳电池方阵，可以满足负载所要求的输出功率，为发电过程的节能以及过程实现提供更好的平台。
3.2储能蓄电池的功能运用
在太阳能光伏发电技术的运行上，储能蓄电池的作用也是完善发电技术的一个关键点，因此，要从多方面强化对储能蓄电池的了解。蓄电池作为光伏发电站的储能装置，能将太阳电池组件以及方阵中吸收太阳辐射，并且将吸收的直流电转换为化学能储藏起来，尤其是在独立运行的光伏发电系统中，就应该要配备储能蓄电池，更好的储藏电量，实现调节电能的效果。当外电路接通两极时，氧化还原反应就在电极上进行，电极上的活性物质就分别被氧化还原了，从而释放出电能，这一过程称为放电过程。放电之后，若有反方向电流流入电池时，就可以使两极活性物质回复到原来的化学状态，这一过程称为充电过程。
3.3充放电控制器的技术功能
在太阳能光伏发电中，蓄电池的整体运用，尤其是铅酸蓄电池的使用过程中，在放电的过程中要加以严格的控制，不能频繁的充电或者放电，会影响蓄电池的整体寿命。因此，要加强充放电控制的技术运用，通过一套系统来防治蓄电池的过度放电等，通过控制器的运用，检测蓄电池的电压与电荷来判断蓄电池是否达到临界点，并发出相应的控制指令。从目前的控制器技术运用来看，用户对系统运行的状态以及各方面的要求越来越高，系统的安全性管理也逐渐增强。
3.4直流―交流逆变器的整体运用
太阳电池在阳光照射下产生直流电，然而以直流电形式供电的系统有很大的局限性。例如，荧光灯、电视机、电冰箱、电风扇等均不能直接用直流电源供电，绝大多数动力机械也是如此。此外，当供电系统需要升高电压或降低电压时，交流系统只需加一个变压器即可，而在直流系统中升降压技术与装置则要复杂得多。因此，除特殊用户外，在光伏发电系统中都需要配备逆变器。逆变器还具备自动调压或手动调压功能，可改善光伏发电系统的供电质量。另外，光伏发电系统若要实现并网运行，则输出必须为交流。因此，逆变器已成为光伏发电系统中不可缺少的重要设备。
4 太阳能光伏发电技术及应用
4.1 不同领域的运用
在当前的太阳能光伏发电技术的应用上，目前主要在通信和工业应用、农村和边远地区应用、太阳能商品、光伏建筑一体化、大型荒漠光伏电站等，能实现农村程控电话系统、部队通信系统、铁路和公路信号系统、小型风光互补发电系统、太阳能庭院灯等不同的发展领域，为节约能源、发展新型产业提供更大的便利。
4.2 太阳能光伏发电技术的前景
这种技术具有很多的优势和特点，能源清洁环保，对环境的破坏很少，并且能发挥出很大的作用，尤其是在太阳能丰富的地区，这种发电技术的应用有效的推动经济社会发展，目前这种发电站的建造数目逐年增加，显示出更大的发展空间。从目前的发展来看，这种技术的运用潜力相当巨大。
5 结语
作为一种新型能源使用技术，光伏发电的整体效能已然显露出来，通过对发电原理以及各种设备的全面掌握，探索太阳能光伏电池发电的有效模式，对于经济社会的发展能起到良好的推动作用。
参考文献
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[3]李建忠等.太阳能光伏发电应用研究进展综述[J].广西大学学报，2009.7.
论文作者:任俊爽,赵晨星,苏静
论文发表刊物:《电力设备》2017年第13期
论文发表时间:2017/9/19
标签：光伏论文; 系统论文; 逆变器论文; 太阳能论文; 电压论文; 蓄电池论文; 技术论文; 《电力设备》2017年第13期论文;