裴春娥
摘 要：经济的快速发展使能源消耗量不断增加，目前全球能源都面临着非常紧张的态势，在这种情况下，利用新能源可以有效的缓解当前能源紧张的局面。近年来，太阳能光伏发电技术得以越来越广泛的应用，而且其技术也日益成熟，其作为新源应用技术的一种，为缓解当前电力的紧缺情况发挥了极其重要的作用。文中从光伏系统并网技术的设计入手，对采用光伏并网技术应考虑的问题进行了分析，并进一步对光伏并网系统的发电量进行了具体的阐述。
关键词：太阳能；光伏发电；并网技术；设计；问题；发电量
前言
太阳能光伏发电是利用太阳电池组成光伏板，太阳电池由半导体材料组成，可以将太阳能转换成电能，而利用太阳能光伏发电系统又可以将由太阳能电池产生的直流电转换为交流电与电网耦合。近年来太阳能光伏发电技术在广泛的应用过程中已日益成熟，而且其运行方式也开始向多样化的方向发展，不仅可以独立运行，而且还可以并网运行，为当前电力市场注入了新鲜的生命力，在保护环境的同时，也确保了充足的电能供应。
1 光伏系统并网技术的设计
1.1 子系统组成
光伏发电系统通常由光伏模块子系统、直流配电监测系统和逆变器并网系统三部分组成，通过并网逆变器把所产生的三相交流电接到升压变电器上，然后再将其接入电网中。
1.2 主设备选型
逆变器作为光伏系统并网技术中的主要设备之一，通常所选择的单台逆变器的容量越大，反而单位造价越低，但大容易的单台逆变器一旦发生故障，则会给整个系统带来较大的冲击。因此在对并网逆变器进行选择时，通常都是会根据光伏系统的实际情况来进行，选择额定容量相适合的逆变器，而且还要具有相关的保护功能。另外还需要直流配电监测装置，其将光伏电池组件直接与逆变器相连，实现对光伏电池内电流的监测，实现光伏发电系统稳定的运行，而且并网的逆变器也可以分散成独立并网的形式存在。
1.3 升压系统
在光伏发电系统中，由于并网逆变器产生的是380V交流电，其需要通过变压器升压后才能入网，所以需要选择升压变压器，升压变压器的选择由光伏发电系统的发电量决定，通常以箱型干式变压器作为其选择的标准。升压变电站通常分上、下两层进行设置，上层作为逆变室，将逆变器监控屏设置在内，而将下层作为配电室。升压变电站内还需要高低压进线柜，在选择时以中置式空气绝缘和低压抽出式开关柜为主，同时还要有计算机监控系统，通过对升压变电站的运行状况进行有效的监测，不仅对发电量及电压、电流及铁心和线圈的温度信息进行监测，同时还可以使多路逆变器在内部群控器的控制下进行同步运行，实现对多台逆变器的投切进行控制器，可以有效的提高逆变器的使用寿命，降低低载损耗。
1.4 保护措施
在高温情况下，升压变压器可以进行跳闸保护，在发生过电流和过电压时高压和低压开关柜内的测控保护装置则可以进行自动保护。而对于电压过高、不足，频率不稳等情况时，电容器开关柜内的测控保护装置则会充分发挥作用。同时在低压进线开关处还设有过流跳闸功能。当发生极性反接、孤岛效应及负载过重时，在太阳能光伏系统中逆变器可以实现自动脱离，避免系统受到损毁。
1.5 防雷接地
雷电作为一种自然现象，为了有效的避免发生雷击的可能性，则应在升压变电站的屋顶及光伏电池组件上安装环形避雷带，通过独立引下线来完成。同时还要在电气设备上进行接地装置的安装，做好设备外壳的接地，这样不仅有效的保证了设备的安全，而且也保护了操作人员工作的安全。
2 采用光伏发电并网技术应考虑的问题
2.1 电压波动问题
光照强度影响着光伏发电装置的输出功率。光照强度受日照、季节、天气等自然因素的影响会导致输出功率不稳定。《电网若干技术原则的规定》中明确电压允许偏差值范围是-7%～+7%。在光伏发电系统应用过程中，需考虑瞬间从电网中脱离对系统电压的影响。
2.2 谐波问题
利用太阳能光伏发电系统进行发电时，其所产生的电能为直流电，而且将直流电转化了交流电的过程中，则会有大量谐波产生，因此为了有效的控制好畸变率，则需要进行必要的检测。利用光伏发电并网系统时，将其产生的直流电并入电网时，则会导致电压畸变率产生，但这时所产生的电压畸变率还处于国家电网的标准要求范围内，不存在超标的问题。但在电压变入电流过程中由于在接入点会有大量的谐波叠加在一起，这时就极易导致畸变率超出国家规定的标准，所以进行实际检测是必须进行的一个环节。
2.3 无功平衡问题
光伏发电系统在安装适当的无功补偿装置后，能达到较高的电力功率因数，基本在0.98以上，接近纯有功输出。假如光伏发电系统经过逆变器并网升压至10kv入网，要求系统入网侧功率因数达到0.92～0.98，光伏发电系统应按装机容量的60%配置无功补偿装置。
3 光伏发电并网系统的发电量
3.1 光伏电池安装方向
在利用光伏发电系统进行发电时，其发电量的高低受到光伏电池朝向的限制，根据在实践工作中的经验表明，安装在向南倾斜纬度角的光伏电池其所产生的发电量处于最高的水平，而安装于其他方向的光伏电池其发电量则有不同程度的降低，所以在对光伏电池进行安装时，需要对其安装方向进行注意，确保实现发电量的最高。
3.2 光伏电池的温升
光伏电池通常都是由晶体硅构成的，这种材料的电池在温度超过27℃时，则温度如果再继续升高，则会导致功率发生一定的损失，而且每升高1℃，功率的损失则会增加。这就需要确保光伏电池在安装过程中需要对其所处的环境进行考虑，确保其具有良好的通风，尽量避免导致温度升高的因素发生，确保发电功率处于最佳水平。
3.3 辐射量
光伏电池的辐射量受到太阳光子分布的影响较大，在不同时段内太阳光子分布也不确定，所以必然导致太阳辐射量的不同，所以为了获取使光伏电池组能够最大程度的获取太阳辐射量，则需要利用气象台提供的太阳辐射量，再根据光伏电池组的倾斜角度来对太阳辐射量进行估算。
3.4 光伏发电并网系统的效率
光伏电池组效率。光伏电池组在1kW/m2光辐强度下，直流实际输出功率与理论输出功率之比。光伏电池组在能量转换与传输过程中的损失主要受光伏电池组串并联损耗、温度、连接电缆线损等影响。其中光伏电池组串并联损耗约为4%，连接电缆线损约为3%，光伏电池对太阳光反射损耗约为6%。
逆变器的转换效率。即交流输出功率与直流输入功率之比，约为90%。
入网传输效率。入网传输效率指系统输送至电网的传输效率，主要受升压变压器性能影响。
4 结束语
近年来，对新能源的开发和研究力度在不断加大，由于全球能源陷入紧缺的局面，对新能源的寻找变得更为迫切，而通过利用太阳能光伏发电技术可以有效的缓解当前电能紧张的状况，随着太阳能光伏发电技术的成熟，太阳能光伏发电系统能够实现经济和高效的运行，这对于促进经济的快速发展，满足社会能源的消耗需求都将起到极其重要的作用。
参考文献
[1]陈燕东，罗安，谢三军，等.一种无延时的单相光伏并网功率控制方法[J].中国电机工程学报，2012（25）.
[2]古俊银，陈国呈.单级式光伏并网逆变器的无电流检测MPPT方法[J].中国电机工程学报，2012（27）.
[3]马建武，杜涛，雷亮.大型并网光伏电站的运行维护管理[J].河南科技，2012（14）.
