电气自动化在太阳能光伏发电中的应用

电气自动化在太阳能光伏发电中的应用

刘林军

华润风电（海原）有限公司 宁夏回族自治区中卫  755299

摘要：发展绿色能源，实现绿色建筑是当前国家发展的重要战略目标。光伏发电是一种可再生的绿色清洁能源，可以有效缓解我国经济建设中的能源短缺。简单地说，光伏发电就是将太阳能转化为电能，方便人们的生产和生活。光伏发电不同于燃煤发电。光伏发电不会产生垃圾、有毒物质和资源浪费，取之不尽，用之不竭。电气自动化可以有效提高太阳能利用效率。通过研究电气自动化在太阳能光伏发电中的应用，可以解决我国资源配置中的各种问题。

关键词：电气自动化；太阳能；光伏发电；应用

引言

太阳能作为绿色环保、无污染的清洁能源为电气自动化发展带来了机遇。合理运用太阳能进行光伏发电能够有效地将太阳光转化为电能，为人们生产生活提供便利。随着发展，我国越来越注重发展绿色经济，倡导绿色生活，因此我国大力支持和推广太阳能光伏发电技术，希望能够稳定系统运行，推动各方发展。然而，现阶段我国电气自动化技术方面还不够成熟，需要更加努力和发展创新，全面分析、综合利用，充分发挥电气自动化技术在太阳能光伏发电中的优势，实现全社会的可持续发展，满足人们正常的生产生活。

1、太阳能光伏发电的原理与特性

1.1.太阳能光伏发电的基本原理

太阳能光伏发电的基本原理是太阳能电池本身具有光伏效应，可以将散射辐射、反射辐射和直接辐射等多种不同形式的太阳辐射转化为电能，并通过这种形式满足电力需求。太阳能光伏系统的主要组成部分是充放电控制器、蓄电池、逆变器和电池模块，以及监控仪表等储能和辅助发电设备。

1.2.太阳能光伏发电的特性

太阳能光伏发电有很多优点:(1)太阳能主要来自人类生活的太阳，所以这种能量不会耗尽，所以当前能源市场的变化不会对当前的太阳能光伏发电产生负面影响。(2)由于太阳能主要来源于太阳，世界上每个地区都可以因该地区的运行而获得照明，因此太阳能的使用不会受到该地区的影响或限制，电能实际传输所造成的损失也可以通过发电过程中使用燃料的成本来补充。(3)目前，太阳能光伏发电点大部分时间处于静止状态，没有运动部件，因此设备目前的使用寿命将会延长，维护相对简单[1]。

2、关于我国现阶段太阳能光伏发电的现状分析

伴随着可持续发展理念的不断渗透，绿色低碳已经成为现代人所追求的一种生产和生活方式，这也是近些年太阳能光伏发电能够得以迅速发展的一个重要思想基础。我国与西方发达国家相比，在太阳能光伏发电技术层面的起步还是相对较晚的，但是，我国从一开始就非常重视太阳能光伏发电技术，并且给予了非常大力度的政策支持，制定出很多科学合理的发展政策。现阶段，我国的光伏发电技术发展速度还是比较快的，并且已经取得了一定的应用成果，未来太阳能光伏发电技术将会成为我国生产与生活中利用电力资源的一个主流方向。

3、关于电气自动化技术在太阳能光伏发电中的具体应用

3.1.在电力行业的应用

众所周知，电力对一个国家发展、人们日常生活和生产工作是多么的重要，而电气自动化技术在我国电力行业中又扮演着重要的角色。将电气自动化应用于电力行业中，能够有效地提高电力系统工作效率，一定程度上也会减少人力负担，进一步避免因为人为失误导致不必要的麻烦甚至是危险，能够保证电力系统的稳定与安全，从而推动整个电力行业的发展。

3.2.在太阳能光伏发电并网系统中的应用

随着太阳能光伏发电系统智能化发展，根据实际需求的不同，发电模式也存在一定的差异，主要有独立光伏发电、并网光伏发电、分布式光伏发电三大模式。由于并网光伏发电系统具有安全性高、安装成本小、资源消耗少以及建设周期短等优点应用较为广泛。并网光伏发电系统是太阳能组件产生的直流电经过并网逆变器转换成符合市电电网要求的交流电，将产生的正弦交流电直接接入公共电网。而电气自动化技术在并网发电系统中的应用可以有效规避光伏发电系统在并网的过程中对电网产生剧烈的冲击，以降低在实际发电过程中对电网带来的负荷和损耗。此外，电气自动化技术还可以有效监测同期点的两侧电气量，高效准确地捕捉数据和判断据信息，以弥补数据传输过程中所出现的时间差，提高数据信息的科学性和准确性[2]。

3.3.电气自动化在光伏建筑和光伏泵系统里的有效应用

电气自动化系统通常用于光伏建筑和光伏水泵系统。随着现代社会的不断快速发展和科学技术的进步，自动化产品在数量和种类上都在不断提高。然而，在这些子产品中，有必要高度重视监控软件在实践中的有效使用。无论是光伏电站还是光伏水泵系统，在这些系统的实际使用中都会消耗大量的电能。如果单独用电，它将消耗更多的电力资源。但是，如果合理利用太阳能光伏发电，不仅可以快速高效地检测光伏发电，还可以根据具体情况合理地控制监控软件。此阶段常用的通信方法包括串口等。

3.4.电气自动化在自动控制系统中的应用

电气自动化技术在实际应用过程中展现出了非常理想的应用效果，所以，电子自动化技术的实际应用范围变得越来越广泛。其不仅仅应用在工业生产领域，同时也被应用到各类与光照相关的生活设施层面。还有，电气自动化目前在安全监测领域、供暖系统领域、家电领域等方面也都展现出了自身的独特优势。

3.5.在太阳能光伏发电系统直流逆变控制的应用

太阳光在短时间内可以通过太阳能光伏发电系统转换为电能供人们使用。但是随着社会不断变化的高需求，电气自动化技术需要将直流光伏电能高效地转换为交流电能，在此过程中，需要对光伏发电系统中的光伏阵列，充放电控制器以及蓄电池加强控制和监管，保证能够将交流电能平稳输送到电网之中。

3.6.在无功补偿控制中的应用

在光伏发电系统中所使用的元器件绝大部分为电子元器件，而电子元器件在使用过程中，会产生无功损耗以及谐波，谐波会导致电力系统不稳定，严重时会导致出现电压质量不合格（供给电压不足或者电压超负荷）的情况，影响太阳能光伏发电供电的稳定性。但是通过合理运用动态无功补偿装置和滤波装置，精准调节光伏发电无功电压，及时控制无功功率损耗，能够确保功损耗以及谐波不会影响电压质量[3]。

3.7.光伏发电系统设备其全生命周期控制上的应用

虽然目前我国已经成为太阳能光伏发电领域的领导者，但由于起步较晚，发展较快，光伏发电管理存在诸多不足。例如，当光伏发电出现问题时，许多机组通常开始完成相关设备的维护。这不仅会影响发电效率和质量，还会降低耗电量。通过合理快速地使用电气自动化技术，可以非常有效地监控设备的实际运行状态。同时，对设备进行全面合理的监控，使维修人员能够及时制定维修计划，提高设备的生命周期和质量。当电气自动化控制系统有效使用时，可以有效判断是否是无功功率的特定需求，从而有效控制无功功率损耗并将其调整到稳定范围。此外，还可以根据光伏发电系统本身提出的具体要求来达到控制无功功率的目的，最终使不稳定的电压状况得到持续快速的缓解。

结束语：

综上所述，当前电气自动化技术在太阳能光伏发电中的应用效果已经得到了充分的认可与肯定，相信伴随着电气自动化技术的不断创新和升级，电气自动化在太阳能光伏发电中的应用范围将会越来越广泛，应用效果也会越来越理想。

参考文献：

[1]方刚剑.太阳能光伏发电技术及其应用探讨[J].智能城市，2019(11):81-82.

[2]王维利.全球太阳能光伏政策研究及其产业发展趋势[J].化学试剂,2018(12):1152-1156.

[3]陆镇华.电气自动化技术在变电站中的应用[J].中国新技术新产品,2018(1):10-11.