电子设备对光伏电站有何应用

发布时间：2016-09-19

　　光伏电站即与电网相连且向电网输送电力的光伏发电系统，其具有资源充足、安全可靠、对资源分布和地域的依赖性弱、能源质量高、建设周期短等优点，但光伏电站的建立对建筑面积、气象环境等具有一定的依赖性，由于其属于绿色能源项目，所以受到社会各界的广泛关注。

　　【摘要】：随着经济的快速发展，人们逐渐认识到能源供应与经济发展需求之间的矛盾，在太阳能光伏产业快速发展的推动下，光伏电站建设规模和数量迅速提升，在优化能源供应体系、扩充能源供应方面发挥着积极的作用，本文为对光伏电站产生更加全面的认识，推动光伏电站的发展，在对光伏电站进行系统分析的基础上，针对电力电子设备在光伏电站的应用展开研究。

　　【关键词】电力电子设备;光伏电站;应用

　　1光伏电站分析

　　现阶段大型的光伏电站为达到大规模集中利用太阳能的功能目标，在建设的过程中通常包括光伏阵列组件、逆流器、逆变器组、滤波器和升压变压器等电力电子结构，目前推广应用的光伏电站主要为太阳能光伏电站，其在光照的作用下，自身的太阳电池组件会生成相应的电动势，而且在其串并联构成形式的作用下可形成太阳能电池方阵，进而保证方阵电压满足系统输入电压标准，在充放电控制器对蓄电池充电的作用下，收集的光能将有效的转换成电能并得到贮存，逆变器的性能决定其可转化成交流电并电网相连，实现电网供电。现阶段光伏电站的应用范围正快速的扩大，但在光伏阵列组合峰值、逆变器组合、热斑效应等方面仍需要进一步的深化研究，在光伏电站的基础上进行电力电子设备的应用需要结合光伏阵列、逆变器等具体组合方式和并网拓扑数据等进行。光伏电站在并网特征方面表现出谐波、电压异常响应、低电压穿越能力等特征，而这些特征导致光伏电站在电网电压、谐波、频率等方面难以满足电网的实际要求，所以需要利用相关的电力电子设备对其产生的电能质量进行改善。

　　2电力电子设备在光伏电站的应用分析

　　2.1自动发电控制器和自动电压在光伏电站的应用

　　光伏电站结合调度的实际要求，将逆变器在单独运行或成组控制的逆变器上运行，利用其对调度提出的总有功进行全面的接收，并在此基础上将负荷在运行的逆变器之间实现有效分配，具体的分配方式即计算总有功与单独运行逆变器所具有的功率的差额，将其视为成组控制的逆变器间可有效分配的总有功，而光伏电站中分配到某逆变器的有功功率可以通过成组通知逆变器有功×(该台逆变器在当前光照条件下最大处理/所有逆变器当前光照条件下的最大出力之和)进行计算。计算，其中Ut代表母线电压目标值，Um代表母线电压的实测值;Qm代表母线无功实测值;X代表系统阻抗，系统阻抗可通过系统运行时外部的输入确定。可以发现将自动发电控制器和自动电压控制器应用于光伏电站中，可以使光伏电站的逆变器和无功补偿设备以计划的策略实现自我条件和通知，而且可以动态的结合调度命令的变化，对调节精度准确的把握。使光伏电站自身对有功处理和无功调节等方面的管控能力缺陷得到提升。现阶段此项电力电子设备的应用在宁夏的部分光伏电站中已经落实，而且效果较理想，可有效的提升光伏电网并网后的安全性和稳定性，所以应结合实际情况有意识的推广应用。

　　2.2快速响应磁控电抗器在光伏电站的应用

　　磁控电抗器由于自身在输出谐波、结构、可靠性、造价、占地面积等方面具有明显的优势，而且可结合传输功率的变化自动实现对自身容量进行调节的功能，所以将其应用于光伏电站中对提升光伏电站的经济效益等方面具有积极的作用。此电力电子设备将自耦直流励磁技术和极限饱和技术有效的结合，在附加直流励磁的作用下使铁心磁化，然后是励磁系统晶闸管触发角度以及铁心磁饱和程度等发生变化，使其输出无功容量的具体值发生相应的变化，可见此电力电子设备在应用的过程中具有较高的可靠性，在其应用的过程中其相应时间通常和其抽头之间表现出一定的负相关性，而且其容量和相应的速度之间也具有一定的负相关性，所以要有效的提升其响应的速度，通常可以增加控制绕组抽头比例或增加直流励磁绕组的数量，在LC谐振的作用下也可以达到增加其响应速度的效果。另外，在实践中可以发现该电力电子设备的响应时间与外加励磁电流大小之间具有一定的负相关性，所以在具体应用的过程中要结合造价、场地面积等对提升响应速度的方法进行具体的选择。将该电力电子设备应用于光伏电站中，可以使光伏电站的电能指标得到优化，满足相关指标的设定标准，而且响应的时间可以提升到30毫秒以内，相比其他动态无功补偿装置其响应时间方面具有明显的优越性，所以也应结合光伏电站的实际情况进行积极的推广应用。

　　2.3无功补偿装置在光伏电站中的应用

　　无功补偿装置(SVG)将自换相电力半导体桥式变流技术、三电平变压器并联多重化技术、功率单元串联链式多重化技术、脉宽调制技术、全数字控制等先进技术等有机结合，所以其在响应速度、抑制电压闪变能力、谐波含量、占地面积等方面均表现出明显的优势，将其应用于官府电站中，可以有效的推动光伏电站并网的实现，在光伏电站应用无功补偿装置的过程中，首先，需要结合自身谐波含量以及分布，在确定具体发生的电压谐波总畸变率的前提下确定补偿方案;然后结合系统中线性负荷和非线性负荷分别占总负荷的比例，对补偿方案进行补充，当确定系统中感性负荷的比例较大的情况下，则可以判定系统的无功需求较多，进而应有意识的增加补偿容量，在此基础上结合系统具体表现出的负荷变化、三相平衡性等对补偿方案进行优化。

　　3结论

　　通过上述分析可以发现，光伏电站作为电力系统发电环节的重要形式，将电力电子设备合理的应用于光伏电站对优化光伏电站有源滤波、无功补偿等功能具有积极的作用，但其需要结合光伏电站的实际特点进行，应在逐渐深化的基础上有意识的推广应用。

　　参考文献

　　[1]姜建国，乔树通，郜登科.电力电子装置在电力系统中的应用[J].电力系统自动化,2014(03):2-6+18.

　　[2]赵争鸣,雷一,贺凡波,鲁宗相,田琦.大容量并网光伏电站技术综述[J].电力系统自动化,2011(12):101-107.

　　阅读期刊：《电力设备》

　　《电力设备》(月刊)创刊于2009年，由英大传媒集团主办，是国内第一本能源评论类杂志。杂志主要面向关注能源问题的决策者、研究者、管理者、投资者以及社会各界人士公开发行。杂志汇集众多专家学者，针对能源经济领域的现象与问题，进行分析、解读和预测。相信“观点改变世界”，以打造“中国能源财经领域核心观点平台”为价值理想;以助力我国实现“安全、清洁、高效、有活力的能源体系”为终极目标。矢志成为“中国能源产业发展的风向标”。