光伏發(fā)電并網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀與展望分析

【摘要】本文對光伏發(fā)電并網(wǎng)進行簡要概述，分析其應(yīng)用優(yōu)勢，并探究國內(nèi)外光伏發(fā)電并網(wǎng)及相關(guān)技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，對這項技術(shù)未來發(fā)展前景進行展望分析。【關(guān)鍵詞】光伏發(fā)電;發(fā)電技術(shù);清潔能源一、光伏發(fā)電并網(wǎng)概述光伏發(fā)電并網(wǎng)中的光伏發(fā)電，是利用太陽能發(fā)電的一種新型能源發(fā)電形式。這種發(fā)電形式主要在微網(wǎng)中運行，能夠通過微網(wǎng)將電量并入到超高壓電網(wǎng)中，實現(xiàn)電網(wǎng)之間的互為支撐。我國光伏發(fā)電并網(wǎng)，采用的是集中式國家電站，能夠?qū)⑺须娔苤苯虞斔偷诫娋W(wǎng)中，將電力供給給千家萬戶。隨著光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，目前光伏發(fā)電已經(jīng)從國家電站式發(fā)電轉(zhuǎn)變?yōu)樾⌒头稚⑿筒⒕W(wǎng)光伏發(fā)電，這類發(fā)電具有占地小，投資小，建設(shè)速度快等特性，通過國家政策支持，實現(xiàn)了光伏發(fā)電的大面積推廣。二、光伏發(fā)電并網(wǎng)的優(yōu)勢（一）清潔能源應(yīng)用光伏發(fā)電能夠應(yīng)用清潔干凈、具有可再生優(yōu)勢的太陽能能源作為發(fā)電基礎(chǔ)。不僅不會耗用不可再生資源，同時不會在發(fā)電過程中產(chǎn)生溫室氣體及污染物。通過應(yīng)用清潔能源，能夠有效的保護生態(tài)環(huán)境，滿足社會節(jié)約能源以及可持續(xù)發(fā)展的要求。（二）節(jié)約發(fā)電成本光伏發(fā)電并網(wǎng)能夠?qū)⒐夥l(fā)電產(chǎn)生的電能，并入進大電網(wǎng)中，并為電能提供儲能裝置的存儲。這一過程能夠節(jié)約35%～45%的建設(shè)投資，極大的節(jié)約了發(fā)電成本。同時，由于儲能裝置省去了蓄電池的建設(shè)，因此能夠避免電網(wǎng)蓄電池的二次污染。（三）抗干擾能力強光伏發(fā)電并網(wǎng)采用的是分布式安裝，通過就地分散式的供電，靈活的實現(xiàn)電網(wǎng)的并入與退出。這樣能夠針對整個電力系統(tǒng)，提升抵御災(zāi)害的能力，改善抗干擾能力，確保電力系統(tǒng)能夠達到自身的負荷平衡，降低線路損耗。（四）功能強大光伏發(fā)電并網(wǎng)可以結(jié)合聯(lián)網(wǎng)太陽能，發(fā)揮調(diào)峰效用，在光伏應(yīng)用領(lǐng)域以及發(fā)電領(lǐng)域中實現(xiàn)強大的功能。三、國內(nèi)外光伏發(fā)電并網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀（一）國外光伏發(fā)電并網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀針對光伏產(chǎn)業(yè)進行的技術(shù)研究，一直在不斷的發(fā)展。國外在太陽電池以及組件的生產(chǎn)方面，平均年增長率能夠達到33%，光伏產(chǎn)業(yè)已經(jīng)成為發(fā)展最為迅速的高新產(chǎn)業(yè)之一。隨著光伏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，光伏發(fā)電并網(wǎng)在電力市場上逐漸占據(jù)了主導(dǎo)地位。光伏發(fā)電逐漸從偏遠地區(qū)的特定區(qū)域發(fā)電，向市中心生活發(fā)電過度。21世紀以來，光伏發(fā)電并網(wǎng)，年并網(wǎng)容量增長了44倍。僅2000年到2008年，八年期間，就由原有的187MW遞增到了12.95GW。在歐洲，2010年太陽能光伏容量達到3GW，到2020年太陽電池組件的年生產(chǎn)量已經(jīng)達到了54GW。日本是最早應(yīng)用光伏發(fā)電的國家之一。1999年起，已經(jīng)利用太陽能電池組件，完成光伏發(fā)電并網(wǎng)，太陽能電池組件生產(chǎn)超過美國，居于世界首位。并且，日本針對具體的光伏路線，作出了詳細的規(guī)劃，預(yù)計在2030年，累計安裝太陽電池組件容量達到1000GW。美國在2004年提出了“太陽電力未來”的線路規(guī)劃，加強了政府針對光伏電力的科研投入。在此之后每年的太陽能電池組件增長率都能夠達到30%以上。2020年，美國電池組件容量達到36GW，預(yù)計到2030年累計達到200GW，太陽能發(fā)電總量達到3699億千瓦時。（二）國內(nèi)光伏發(fā)電并網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀我國從1985年起，就展開了光伏器件的研究。直到80年代，引進美國單硅太陽能電池及非晶體硅太陽能電池，才逐漸實現(xiàn)光伏器件的發(fā)展。1997年我國各類光伏系統(tǒng)總量已達到19MW，并先后建立了20千瓦以上的光伏電站7座。2010年，我國最大規(guī)模的光伏發(fā)電并網(wǎng)，于寧夏吳忠市太陽山舉行。這次并網(wǎng)采用了陽光電源大型并網(wǎng)逆變器，完成了三個大型光伏電站的并網(wǎng)發(fā)電。2020年，我國太陽能發(fā)電量將達到180萬千瓦。光伏電能會由于太陽輻射照度和周圍的環(huán)境溫度，引起電能輸出的隨機性、間斷性和不確定性。因此，需要通過優(yōu)化技術(shù)，根據(jù)環(huán)境條件的不斷變化，促使光伏陣列輸出最大功率，提高發(fā)電效率。最大功率跟蹤點技術(shù)是目前最為常用的優(yōu)化技術(shù)，作為一種優(yōu)化算法，最大功率跟蹤點技術(shù)能夠通過最大功率跟蹤點控制器中的微處理芯片，實現(xiàn)最優(yōu)法的選擇和計算。下面針對最大功率點跟蹤技術(shù)中常用的，恒定電壓法、擾動觀測法，以及導(dǎo)納增量法進行分析。四、光伏發(fā)電并網(wǎng)及其相關(guān)技術(shù)展望從國內(nèi)光伏發(fā)電并網(wǎng)及技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀來看，我國的光伏發(fā)電技術(shù)受到的制約較多。技術(shù)發(fā)展有很強的優(yōu)勢，但同時也存在一定的限制。早期的光伏系統(tǒng)主要應(yīng)用恒定電壓法，但是隨著電力電子及控制技術(shù)的發(fā)展，新型技術(shù)不斷獲得應(yīng)用，具有優(yōu)良跟蹤性能的導(dǎo)納增量法逐漸實現(xiàn)了在光伏發(fā)電并網(wǎng)中的應(yīng)用。未來光伏發(fā)電并網(wǎng)技術(shù)會從單極逐漸向多極發(fā)展。不僅具有良好的控制及調(diào)節(jié)作用，同時能夠提升電網(wǎng)抗雷擊性能，增加消除尖波的性能。未來光伏發(fā)電并網(wǎng)的發(fā)展，將在光伏系統(tǒng)上進一步完成優(yōu)化，實現(xiàn)系統(tǒng)的體積縮小、質(zhì)量減輕，同時將進一步降低光伏系統(tǒng)的運行成本，并提高光伏系統(tǒng)的可靠性。隨著光伏發(fā)電并網(wǎng)單極向多極的發(fā)展，電能轉(zhuǎn)換的技術(shù)也會隨之增加。光伏發(fā)電并網(wǎng)應(yīng)用的逆變器將進一步發(fā)展出集中型、串級型、模塊集成型等多級結(jié)構(gòu)，適應(yīng)光伏發(fā)電并網(wǎng)的電能轉(zhuǎn)換技術(shù)，提高整個系統(tǒng)的效率。另外隨著光伏發(fā)電并網(wǎng)的發(fā)展，光伏電站容量將逐步增加，大型光伏電站在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及控制策略方面也會越發(fā)復(fù)雜，對最大功率跟蹤點技術(shù)中的算法，也需要進一步實現(xiàn)精確度的提升，不斷深化與計算機技術(shù)的融合，實現(xiàn)更加完善的計算方法。五、結(jié)語隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，國家對于電力資源的需求越來越大。同時，社會對于資源保護的重視程度越來越強。開發(fā)新型技術(shù)、提升發(fā)電過