电气自动化在太阳能光伏发电中的应用

范佳琪

摘 要：人类生产力不断提高的主要表现之一是极度需求石油等自然能源，而现阶段的不可再生能源已经无法满足社会生产的需要，可再生能源技术成为科技创新的新趋势。太阳能光伏发电技术备受瞩目，但其应用也离不开电气自动化的发展。基于此，文章将对电气自动化在太阳能光伏发电中的应用方法和应用内容等进行深入分析和研究，旨在促进我国太阳能光伏发电技术的快速发展。

关键词：电气自动化;太阳能;光伏发电

太阳能是一种新兴的可再生能源，具有无限性和绿色环保的优势。合理利用太阳能将会在很大程度上缓解能源紧缺的问题，为实现绿色生产、环保生活提供技术基础。在太阳能光伏发电中，电气自动化的应用是核心。目前，我国电气自动化应用在太阳能光伏发电方面的水平有待提升，需要进一步结合生产、生活实际来不断提高其应用水平。

1    太阳能光伏发电技术发展现状

科技革命极大地推动了生产力的发展，世界范围内都面临着能源紧缺的困境，能源不足与生产发展之间的矛盾十分突出。对我国来说，在社会生产力不断发展和提高的前提下，绿色环保发展、可持续发展等理念已经深入人心，“低碳生活”“绿色出行”等改变了人们的生产、生活方式。与此同时，太阳能光伏发电也逐渐被公众了解，并被认为是未来绿色技术的发展方向。当前，我国各地都在普及和发展太阳能光伏发电技术，优势也已经凸显[1]。电气自动化能够实现电力系统的自动控制与检测，及时发现故障信息，实现电力系统的智能化管理。在这个过程中，电力系统的消耗有所降低，工作效率也大大提升。将电气自动化技术应用于太阳能光伏发电技术中是光伏发电技术的主要内容，将进一步提高太阳能能源的利用率，不断提高我国太阳能光伏发电的技术水平，为实现可持续发展、建设生态环保型社会奠定基础。

2    电气自动化在太阳能光伏发电中的应用

2.1  在光伏建筑及水泵系统中的应用

太阳能的光伏发电系统需要一定的光伏建筑和水泵电力系统，利用电气自动化技术可以在第一时间发现故障，保障系统的安全性。具体来说，在光伏建筑和水泵系统的通信手段和监控软件系统中，利用电气自动化的故障识别优势，在集热太阳能电池板发生异常状况时，及时识别并做出反应，确保光伏发电的安全性。在太阳能光伏发电中，光伏建筑和水泵系统的通信方式主要包括串口、通用分组无线服务技术、北斗无线通信等。发电所需的太阳能电池板数量很多，电气自动化技术可以对电池板的运行发电情况进行监控，也能对通信系统的安全连接进行监控管理，因此，电气自动化能够识别出其中存在的异常，并在故障发生的第一时间反馈信息，保障发电的基础稳定性。

2.2  在光伏發电系统直流逆变中的应用

为了适应现代化电力事业发展的需要，我国的光伏发电从直流电转变成为交流电，通过电气自动化技术来实现电流输电方式的彻底转变。太阳能光伏发电的核心是在特定的技术系统结构中将太阳能转化成电能，需要特定的光伏阵列、充电放点控制器以及蓄电池中的逆变器等来实现能量的转化，变成可以被输电发送的电力能源[2]。整个技术运行系统具有复杂性，因此，离不开电气自动化技术，利用电气自动化就可以确保各个器具、连接系统等实现高效运转，在将直流电转变为交流电的同时，将电能高效、快速地输送到各个电力电网系统中，真正实现太阳能光伏发电的目标。

2.3  在光伏发电并网系统中的应用

太阳能光伏发电产生的电能最终被社会生产、生活使用，并网系统是其中的关键形式。如果是独立的光伏发电，那么除了要实现太阳能与电能的转化以外，还需要进行电能的存储，给整个系统带来极大的负担。因此，利用并网系统将光伏发电产生的电能输送到我国的国家电网系统中，就是将光伏发电与国家电网之间实现“并网”[3]。在并网系统中，只有采用科学、合理的分配发电模式，才能保证电能不会对电网造成破坏性的冲击。利用电气自动化技术可以实现系统的自动智能化发电，即在同期点两侧中的电气量检测中使用电气自动化技术，并对同期并列的电气量数值信息进行分析，能够对数据传输产生的“时间差”进行判断，从而自动控制光伏发电中的合闸频率和时间，保证实现并网的同时，也不会对发电设备产生冲击性影响。

2.4  在光伏发电无功补偿控制中的应用

在太阳能光伏发电系统中，设备一般属于元器件，即电子元器件。在现有的技术水平下，电子元器件的特点是在设备系统启动时产生一定的谐波，从而对系统的稳定性造成冲击，比如，造成电压过高或电压过低等问题，影响太阳能光伏发电的整体系统运行。此外，电子元器件还可能会产生无功率的损耗问题，也影响了电能的产出效率。利用电气自动化技术可以解决该问题，即利用电气自动化对无功需求量进行分析、判定，进而利用自动控制技术将功能损耗控制在系统允许的范围内，就能有效保障电压的稳定性。可以看出，电气自动化能够实现无功补偿控制的功能，解决无功损耗的问题，维系光伏发电系统的稳定性。

3    结语

太阳能光伏发电具有无可比拟的技术优势，且应用前景广阔。在可持续发展战略推进的过程中，绿色经济将是重要内容，其中就离不开太阳能光伏发电技术的推动作用。将电气自动化应用到太阳能光伏发电中，本质是充分利用两种技术的优势，提高发电效率，确保太阳能光伏发电的产能，充分利用太阳能来实现稳定发电、环保发电的目标。电气自动化可以应用在光伏发电中系统的光伏建筑系统、水泵系统、直流逆变技术系统、并网系统和无功补偿系统等具体的技术体系中，而该技术也将在不断创新中发挥出更大的作用。

[参考文献]

[1]王兵.电气自动化在太阳能光伏发电中的应用研究[J].科技经济导刊，2019（23）：85.

[2]邢尚林.太阳能光伏发电的中长期随机特性分析[J].中国新通信，2018（12）：222-223.

[3]王振杰.浅谈电气自动化在太阳能光伏发电中的应用[J].中国战略新兴产业，2018（4）：37.