碳中和目标下的光伏发电技术

碳中和目标下的光伏发电技术

周平宇

公诚管理咨询有限公司  广东省广州市  510610

摘要：近年来，社会进步迅速，太阳能光伏发电的核心思路是将太阳能转化为电能，一方面增加了电能储备量，另一方面也实现了能源的循环利用。随着该发电技术的不断成熟，其运行方式的发展也呈现出了多样化趋势。目前不仅可以进行独立设备运行，而且还能实现并网运行。作为电力市场的新生军，太阳能光伏发电技术既为环境保护提供了有效支持，而且充分保障了电能的供应量。因此值得进行深入探究与探讨。

关键词：碳中和目标；光伏发电；技术

引言

随着科学技术的快速发展，工、农、商、旅乃至科技全产业链飞速发展，在提高区域经济造血能力的同时，所消耗的能源也是十分巨大的。与此同时，由于很多非可再生资源在相当长的一段时间内是无法更新的，假如一味追求眼前的利益，至生态环境于不顾，必然会引起能源枯竭，与我国的可持续发展观背道而驰。而太阳能光伏发电并网技术的出现，掀起了新式循环型能源的热潮，对于满足社会能源需求，发展绿色产业，加强生态环境建设等有着重要的现实意义。

1太阳能光伏发电并网的使用注意事项

1.1谐波

在发电并网系统中进行的能量转换符合电网的电能需求，同时也需要符合以下条件：并网中的电流与电网中的电流应保持频率和相位上的一致；都应该属于正弦波。当并网和电网产生相互作用后，可能会在并网系统中引发谐波，从而造成污染。目前，电网工作对电网谐波已经有了明确的规定，即在应用发电并网技术时，需要对谐波问题作深入研究。不仅要对谐波进行细致分析，评估谐波对并网系统造成的损害，而且还应该在接入系统之前，对谐波电流进行合规检测，只有让电流达到预定标准才能开展后续操作。如果谐波已经产生了干扰作用，就需要安装滤波器来剔除谐波。

1.2电压波动

电压波动会对发电并网技术的应用产生较大影响。由于并网系统的输出功率与太阳光强度成正相关，因此不同时间段的输出功率也会有所不同，在夜间通常不会产生功率。因此，在应用该技术时，要不断对外界的影响因素做调节，避免太阳光强度、季节以及气候等因素对整体的运行环境产生干扰。

1.3无功平衡

无功功率平衡是指在太阳能光伏发电并网系统中供电系统的无功电源所发出的无功功率与系统中的无功损耗及无功负荷相平衡。在光伏并网发电系统中无功平衡功率因数一般在0.98以上（表示有功输出），考虑到公用电网供电需求，功率因数可能会有所下降，由此引起无功失衡的问题，因此就必须通过相关措施来维持无功平衡的局面。

为满足电力系统供电需求和确保电能供应的质量，现对光伏系统提出无功功率补偿技术，为了维持平衡，需要根据装机容量的60%对光伏发电并网系统的功率因数进行控制，这样才能保障太阳能光伏发电并网技术的功率因数在合理区间内（区间范围：0.85-0.98），维持无功平衡。

2应用分析

2.1系统

太阳能光伏发电并网系统由多个子系统组成，如直流配电、光伏模块以及逆变并网等等。其中，逆变并网最为重要，其工作原理如下:将三相交流电传输到升压变压器设备→太阳能并网转化电能与电网系统耦合→进一步延伸太阳能的应用范围。

2.2设备

太阳能光伏发电并网系统运行的核心在于主设备。以并网逆变器为例，在选择设备时，不仅要考量容量指标，还需要根据太阳能光伏发电并网的具体情况，确保并网逆变器符合并网需求，以便实现工作效率最大化。在并网逆变器的使用过程中，还应对直流配电进行有效监管，一方面降低并网逆变器的安全风险;另一方面在并网逆变器与太阳能光伏电池组件的衔接，分散光伏发电并网系统后，能够独立运行，提高光伏发电并网系统的稳定性。

2.3升压系统

光伏发电并网技术由太阳能转化的电能的额定电压为380V，需要通过升压处理，才符合电网的并网要求。升压系统在光伏发电并网的应用过程中，升压变压器的选择应视光伏发电系统的实际需电量而定。比如说箱型干式变压器，具有维护升压系统稳定运行的作用。应用于光伏发电站的升压变电站通常为两层结构:上层为逆变室，控制逆变器运行风险;下层为配电室，用于提高高/低压进线柜配置的合理性，利用计算机监控系统实时监控升压变电站的运行情况，同时结合逆变室，提升太阳能光伏发电并网技术的经济效能。

2.4保护措施

实际运行过程中，高温因素会对太阳能光伏发电并网技术造成干扰，增加跳闸风险。特别是对于高、低压开关柜而言，过电流或者过电压现象的发生，会对设备造成严重损坏。因此，在太阳能光伏发电并网系统内，应配置继电保护装置以及安全自动反事故措施，对并网系统实行全面监控，避免组件损坏。还是以并网逆变器为例，其自动保护措施应在过载、孤岛等现象出现时，进行自动化脱离，保证光伏发电并网系统得以安全运行。

2.5防雷系统

防雷系统，顾名思义，主要用于避免雷击问题。太阳能光伏发电并网系统在遭受雷击后，组件损伤面积较大，给维修带来一定难度。因此，应全面贯彻防雷规范，实现接地标准化。比如说，在变电站的屋顶，安装避雷措施，有效避免雷击对并网系统造成的严重破坏。避雷带是应用较为广泛的避雷装置之一，在安装过程中，通常采用环形安装，并对引下线进行独立设计，以提高发电并网系统中电气设备接地的科学性。对于变压器这类设备，应执行外壳接地方式，从部分到整体，充分发挥防雷系统的作用，为光伏发电并网技术的应用提供安全保障的同时，进一步提高太阳能的转换效率。

3未来展望

太阳能光伏发电并网技术的市场潜力巨大，但是由于受环境以及地域因素影响，其推广应用效果还有一定上升空间。虽然在一些区域能够成熟应用，但与供电系统之间的匹配上仍存在一些问题。相关人员应将太阳能光伏发电并网技术应用的重点放在以下两个方面:其一，提高资源使用效率。要以用户用电需求为基础，合理拓展太阳能光伏发电并网技术的应用范围，在确保太阳能能够稳定供应的前提下，研究如何进一步提升光伏组件的能量转换效率;其二，维护电能环境，避免谐波以及动态干扰。逆变器在转换太阳能为电能的过程中会产生大量谐波，加大并网系统的电压畸变率，影响供电安全性以及发电稳定性。因此，要采取有效措施，保护并网系统的清洁度，加强谐波检测排查，从而提高电网稳定性，推动太阳能光伏发电并网系统向优质化、规范化发展。

随着新型节能材料以人工太阳能技术的不断进步，太阳能光伏发电并网技术的应用前景一片大好。相关企业以及主管部门应致力于相关发电设备的优化升级，加大科研投资，拓展该技术的应用领域，减少不可再生资源的消耗，为社会发展以及居民生活提供绿色、高效、安全的能源供给，实现经济与生态环境保护协调发展。

结语

太阳能光伏发电并网技术的应用是实现并网发电的必要技术手段，本文对该项技术的基本应用原理进行了分析，以及对此系统的组成做了简要介绍。同时，为了保障该项技术的应用效果，提出了一些并网过程中所存在的问题，通过对该系统存在的问题进行处理，可保障并网技术系统应用合理，使太阳能光伏电能顺利并入大电网。根据对光伏发电的分析可知，该技术具有技术可行性和环境友好性等优势，相信在未来的能源发电市场上光伏发电会占据极大的比重，加快推动其应用,对我国未来社会可持续发展具有重要意义。

参考文献

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