电气自动化在太阳能光伏发电中的应用研究

期刊: 建筑砌块与砌块建筑 DOI: PDF下载

张岩

河北省水利水电勘测设计研究院集团有限公司 天津市 300250

摘要

在国际现代工业快速健康发展的推动下,我国社会能源一直处于极度枯竭和过度利用状态,导致大量不可持续的可再生能源日益短缺。太阳能光伏发电产品作为我国一种绿色、新兴的清洁可再生替代能源,可以更有效地缓解我国目前电力供应短缺的紧迫问题。科学合理地应用现代电气控制自动化控制技术,可以在短期内大大提高推广高效光伏项目的使用效果。


关键词

电气自动化;太阳能;光伏发电;应用

正文

太阳能也属于另一种传统的可再生能源,具有交通便利、储存密度高、纯度高、无辐射污染等独特优势,它还将拥有自己非常广泛和巨大的潜力,在所有能源分部门应用和推广空间价值,以及工业发展的新潜力。除了快速高效地将清洁太阳能转化为廉价电力外,光伏系统还确保不会在其他电力系统中产生额外的安全问题,如能量损失和空气污染。如何不断提高清洁分布式光伏发电项目的经济回收效果,已成为我国亟待研究和开发的课题。

1太阳能光伏发电的现状分析

近年来,随着“十二五”可持续科学与能源技术发展总体规划理念和目标的落实,绿色、清洁、节能、低碳环保逐渐成为一种新的生产模式技术和现代健康环保生活方式,现代世界的人们正在越来越积极地实施和发展这些。太阳能光热将成为下一代自然、绿色、清洁无污染、高效安全、优质高效利用的可再生能源,可再生循环能源将利用太阳能光伏系统进行清洁能源发电,并将其作为新能源结构的主要方向,在未来的农业现代能源生产发展体系和居民生活能源消费体系中,可直接利用和替代传统能源资源选择的能源,可重复利用的可再生化石能源规模有望进一步、快速、持续扩大,这意味着全球光伏和清洁太阳能产业新未来的快速发展。与中国和西方最先进、最发达国家目前的技术水平相比,虽然中国综合能源发电和光伏电池生产加工技术的发展相对欧美国家较晚,但近年来,鉴于中国等大国逐步加大了国家对产业扶持政策的重视和支持力度,加大了国内太阳能光伏产业的发展和能源发电技术的发展规模,以及国家政策的大力鼓励和支持,中国光伏产业和发电产业的规模发展、水平发展和提升速度将始终保持非常稳定和快速的态势,特别是今年和2017年,在国际太阳能和光伏产业531电价新交易预期的强烈影响下,虽然2018年第二季度和2019年前同期中国光伏装机容量的增长率,但自2013年第三季度开始,中国民用太阳能发电厂光伏装机容量的总体增长相对稳定且快速。从2019年到第三季度,中国民用光伏发电能力的平均同比增长率为26.3%。在另一个具有明显竞争优势或新优势的行业的发展中,开始培育并成为下一个具有全球最大产业规模和装机能力的新兴国际光电子信息应用市场,以及具有重要国际战略优势的新兴光电子产业具有国际竞争力。

2太阳能光伏发电的概述

2.1发电基本原理

太阳能发电光伏设备技术是指基于太阳能吸收、光伏效应等光原理,太阳能光伏组件能够完全吸收和转换各种太阳光散射发出的太阳辐射能,利用反射阳光和太阳能电池直接放电吸收的光能等辐射能。各种光电形式直接吸收和发射的各种高能太阳能的辐射总是能够被完全吸收并转化为光伏能量,以确保其能够完全满足现代太阳能生产和发电的需要,系统组成的主要形式是:它由一个光伏电池系统、一组电池、一个控制器、一个逆变器、一个恒定能量负载、一个交流线路负载、一组逆变器和相关控制设备组件组成。
2.2发电优势

与国内其他分布式发电经济形式发展相比,太阳能光伏广发发电技术具有自身很大技术优势。具体流程如下:

1) 因为太阳能技术本身是一种新型绿色能源,目前不会造成燃料消耗等问题,太阳能辐射能量非常巨大,不受限制,影响当前全球能源供需市场的任何突然价格变化,一种完整、丰富、高效、实用的储能技术,用于在全球资源和能源储备中产生绿色能源。(2) 太阳能也被用来发电,因为世界上几乎每个太阳能领域每天都接收或辐射这种太阳能,可以在家中随时随地直接有效地利用各种太阳能资源。它可以实现最高效、最直接、最廉价,有效解决中国偏远农村地区和其他特殊太阳能地区农村居民的一些日常生活和能源消耗问题。(3) 太阳能光伏组件的风力发电设计相对绿色安全,无二次排放和污染,光伏系统的安装和应用方式相对灵活、简单灵活,能够维持良好设备的长期正常有效运行,安全可靠,长期有效稳定。(4) 由于整个太阳能光伏装置的整个发电状态几乎总是处于相对完整的静态和运行状态,与发电相关的各种光伏装置的组件通常不会经常一起移动,降低太阳能光伏设备长期运行或故障的各种可能性,延长甚至确保整个太阳能发电设备系统的长期可持续设计寿命。

3电气自动化在太阳能光伏发电中的应用

根据我国目前太阳能光伏薄膜发电产业发展的实际情况,电气自动化技术的应用是增长最快的新兴技术之一,可以显著有效地提高太阳能光伏发电的功率利用率,以下仅讨论电气系统自动化系统在太阳能光伏薄膜发电发展中的具体应用情况。

3.1在电力行业中的应用

在我国电力电气及自动化产业的建设中,对推动我国相关产业领域科学技术的持续快速发展也起着非常重要的作用。在中国的电力项目中,通过合理、科学、适当地应用先进的电气技术和自动化,也可以在一定程度上大大降低不同相关行业同时从事多种工作活动的人员的劳动强度,减少不同的损失,这可以由人为因素引起,有效提高整个社会能源系统的安全性和效率。此外,在审查电力系统规划中科学合理地使用新的电气设备和自动化技术的同时,影响一级电气工程运行的土地资源再利用系统的结构发生了变化,以确保:城市电力系统有其独特的高安全性和相对稳定性,保证了现有能源巨大经济效益的提高。

3.2在太阳能光伏发电并网系统中的应用

随着我国分布式光伏和分布式光热发电技术的建设,该系统正逐步向分布式智能方向发展。根据各企业再现实际光能需求的能力程度,发电项目的施工技术模式及其自身技术在技术开发模式上可能存在或略有差异,主要发展模式包括集中式光伏分布式太阳能发电、分布式光伏独立太阳能发电和分布式光伏发电。由于分布式独立光伏项目和并网分布式光伏项目的系统逆变器一般具有安全使用、安全性能要求高、安装、维护和改造投资低等十余项综合优势,低资源消耗或资源成本损失、短生命周期和整个发电厂的启动在今天得到了相对广泛的应用和研究。并网同步光伏能源逆变器供电系统的主要特点是:发电产生的正弦三相交流电能通过太阳能逆变器整流电路直接转换为正弦三相交流电,该电路连接到满足市政公用电网电容要求和标准电压的光伏并网装置,太阳能产生的三相正弦交流电通过转换变压器直接连接到市政公用电网。研究现代电力及其自动化设备和技术,以及中国新型分布式电网发电系统在应用、系统设计、研发和生产等领域的一些应用创新和技术,也可以直接用于快速、有效、合理和有效地避免应用和研发系统,传统的中国分布式太阳能集中发电系统在中国分布式项目实施运行的全过程中会对中国现有电网的正常运行产生一些直接而严重的影响,在我国分布式太阳能实际建设的全过程中,最大限度地减少和避免巨大冲击负荷对现有太阳能电网设备的冲击和损失。此外,潮流自动智能分析与采集技术系统还将实现对两侧同步点或设备之间相邻电力线路的实际电量进行实时、连续、有效的实时动态监测,从而有效地,快速准确地捕捉数据信号,及时准确判断数据潮流信息,以尽快弥补当前实际电力数据在线采集或传输或应用处理系统中实际数据在线传输系统可能出现的错误或错误所造成的数据传输时差,提高数据传输的快速性,在实际传输过程中,及时、准确地获取数据信息。

3.3在光伏建筑和水泵等系统中的应用

近年来,随着科学技术的不断进步,太阳能光伏系统存在的问题越来越多,增加了企业管理和运营的难度。企业光伏系统故障难以准确、及时地检测和发现,严重影响了公司太阳能综合发电技术建设的持续正常安全运行。近年来,自动化技术产品不仅在产品数量和结构方面生产设备,而且在类型和结构方面也生产设备。电气工业自动化技术产品及其他自动化控制产品和技术在工业光伏设备和电站光伏泵系统技术中的具体应用形式越来越广泛,其中也是应用频率最高的,这应该是楼宇自动化和智能系统监控的一部分。通过光伏自动远程监控系统,对光伏建筑电力系统和太阳能光伏水泵系统中使用的光伏板组件的工作电压、电流和温度进行监控,如果光伏系统运行管理中出现严重故障,可以动态实时监控设备的运行状态和逆变器线路的实际运行状态参数,并详细跟踪和记录逆变器系统的日常运行状态参数,适当的专业人员将利用自动远程光伏监测系统中记录的运行数据分析和识别系统的具体故障位置,并进行紧急故障检测和维护,以确保光伏发电装置的正常生产和运行。

3.4在光伏发电系统直流变频控制过程中的应用

目前,我国企业在应用分布式风力发电或分布式发电技术及系统结构分析时,主要采用的电网形式是三相直流。固定系统本身也具有技术结构灵活简单、成本相对较低、发电技术先进合理等优点,但其运行直接受电力系统负荷条件和电压特性的影响,难以实现或完全标准化。随着近年来我国光伏建设和分布式风能的持续、快速、持续发展,以及越来越广泛和新兴的并网运营网络,未来我国将提出更高的智能光伏系统或集中式光伏发电运营管理系统技术标准,合理的电气控制技术利用各种新型太阳能电气控制自动化产品的先进技术特点,补充对关键太阳能供电系统的安全、有效、合理控制,可直接用作太阳能电源,作为推进控制单元的输出系统,必须在各种小型光伏推进系统中进行保护。电池组、控制器、逆变器等

3.5在无功补偿控制中的应用

纵观中国光伏风能发电技术的系统规划和建设计划,涉及使用各种能源组件的产品大多是大功率电子组件。正是由于这种电子元件,设备处于正常运行和使用的充电和维护过程中,当一起使用时,不可避免地会产生许多谐波、无源功率、电压有源功率损耗、无源功率和大电流谐波,其中谐波会进一步导致整个能源系统长期运行的稳定性很低,如果严重的话,会进一步导致一些严重的问题,如电能质量供电端电压质量参数的不对称稳定性和合格偏差(供电电压不足或电压过载),将影响分布式太阳能发电厂供电系统和集中式光伏发电储能系统的质量稳定性。然而,通过合理有效地使用各种高效的无源电力滤波器补偿控制装置和高效的动态滤波保护装置,太阳能光伏组件和发电系统的无源电力补偿保护输出电压可以准确、自动地调整和调整,太阳能发电机的谐波无源功率和有源功率损耗可以及时、合理地分配和控制,在后期可以保证有源补偿电压损耗和谐波有源无源系统电压损耗不受严重干扰,从而影响有源保护系统的电压质量。

3.6在光伏发电系统设备全生命周期控制中的应用

现阶段,我国电网在推进光伏系统等领域发电方面的管理相对较晚,地方管理措施仍存在诸多不足。一般来说,只有光伏系统的太阳能发电运行出现故障,降低并限制了光伏能源生产的效率和系统发电生产的质量,我们才需要完成相应运行设备的现场维护,影响系统发电过程的稳定性和可靠性,缩短整个光伏发电系统设备的整个生命周期。通过光伏电能的智能自动分析技术,以及智能光伏发电系统设备生命周期优化控制技术的先进合理的分析和应用,可以有效地监测设备的允许振动、偏差、实时判断光伏设备的允许温升等系统运行参数状态,判断设备当前是否按“病态”要求运行,制定科学、合理、完善的光伏设备维护维修管理计划,持续改进光伏设备的生命周期和工作质量。

4结束语

综上所述,近两年来,随着我国科学研究和电气技术的全面、快速、健康发展,以及科学技术的不断创新和进步,节能自动化电气生产技术也在不断发展,产品的创新应用和现代化,它已被企业广泛应用于各个工业领域,大大提高了企业产品的太阳能利用效率。通过以上研究,本文总结分析了光伏电气系统自动化系统在我国薄膜光伏发电技术中的具体应用,不仅可以提高自动化设备在我国电气行业的示范应用效果,促进生态能源环境系统的健康保护,促进中国能源经济和环境的绿色可持续发展。

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