1光伏发电系统概述光伏发电系统是利用太阳能资源进行发电的核心装置,利用光生伏特的工作原理进行光伏发电系统发电。太阳能发电主要由光伏方阵、逆变器装置以及跟踪系统等组成。光伏发电系统对于整个电力行业发展都有重要意义,同时光伏发电系统生产过程中,不产生振动噪音,使用的能源也是可再生太阳能,提升电力生产效率,同时具有节能环保性。光伏发电系统建设过程中,对于其各部分组件进行合理的配置建设非常关键,决定了光伏发电系统的建设效果。其中光伏方阵是光伏电力系统的核心组件,光伏电网发电过程中,起到吸收光能的作用。逆变装置是整个光伏带电系统的电流转换装置,主要完成直流电和交流电的核心转换,确保电流控制更加合理,最大程度提升光伏发电效果。跟踪系统主要对太阳能进行跟踪分析,确保太阳能光伏发电系统能够吸收最有效的太阳能,提升电力发电系统效率。2光伏发电系统建设效率影响因素分析及提升措施2.1光伏发电系统建设效率影响因素光伏发电系统建设过程中,为确保光伏电网发电项目的建设效果,文中将对影响电力系统工作效率的主要因素进行分析。(1)跟踪系统。光伏电网跟踪系统是光伏电网电力发电工作中非常重要的系统,对于系统整体发电效率有重要的作用。光伏发电系统运行过程中,依靠光伏方阵完成对太阳能资源的获取,光伏方阵对太阳能的吸收效率是影响发电效率的主要因素。实际系统工作中,跟踪系统是通过地区内太阳运动轨迹信息定位跟踪而控制光伏方阵的核心控制系统,对太阳位置的跟踪精度以及抗干扰能力等均有影响,同时影响工作效率,对整体的光伏发电系统的发电效率造成影响。而在当前光伏发电系统工作运行过程中,影响跟踪系统定位跟踪的主要因素还很多。当前部分光伏电力系统工作过程中,利用有效面积法进行太阳能定位跟踪计算,但是使用该方法的过程中,无论是双轴模式还是单轴模式都影响电力系统的工作效率,实际电力生产过程中,该方法需要使用先进的定位跟踪器,此举将增加光伏电力系统的建设成本。(2)局部阴影。实际光伏发电系统工作运行过程中,光伏阵列、光伏发电电池组都会受到局部阴影因素影响,其中包括光伏系统周边的云、树木、高大建筑物以及空气颗粒物等。光伏系统的局部组件受到阴影影响,导致发电系统整体工作效率下降。相关研究表明,光伏阵列的阴影影响与光伏发电系统的工作效率下降呈正比关系,其比例为1∶5,即如果光伏阵列阴影比例为10%,光伏发电系统的总电力将下降50%。(3)逆变器装置。逆变器装置也是影响光伏电力系统发电的重要装置之一,主要作用是完成电流的转换。而在工作过程中,拓扑结构设置、电能转换过程中的电力损失,都是影响整体电力系统工作效率的主要问题。工作过程中,拓扑结构主要包括两电平、E型三电平以及T型三电平等3种逆变器拓扑结构,并且工作过程中的效率损耗也不同,对于整体发电系统的工作效率也有一定影响[1]。2.2光伏发电系统建设效率提升措施通过对光伏发电系统建设效率影响因素的分析,提出光伏发电系统项目建设效率提升的方法和改进措施。(1)改进跟踪器的跟踪算法。光伏发电系统整体工作运行过程中,跟踪系统的工作运行效率,直接影响整体发电效能,所以在效率提升过程中,应该根据跟踪器的跟踪算法进行优化设计。传统跟踪算法使用面积最大设计,需要应用更多的太阳能跟踪装置,影响到系统的整体建设成本。而在系统设计优化过程中,可以应用多峰最大功率点跟踪算法完成对跟踪系统的合理设计,提升跟踪系统工作效率,最大程度提升电力发电效果。多峰最大功率点跟踪算法设计原理是根据太阳能光伏阵列的日照强度以及环境温度等因素完成对跟踪算法的设计分析,并且实际系统工作过程中,能够对太阳能进行全天候最大效率点跟踪,保证跟踪系统工作效率,提升光伏发电系统发电效率。在最大功率点跟踪算法应用过程中,主要完成天气状分析,将天气情况分为一级、二级和三级,根据不同太阳能分级情况,完成太阳能定位跟踪。跟踪过程中,完成CAN.Bus总线实际控制,通过CAN.Bus总线控制能够有效减少太阳能跟踪装置的应用,有利于光伏电网建设项目成本降低[2]。(2)控制局部阴影算法。针对光伏电力系统光伏方阵列以及交流模块组输出功率进行分析研究。试验过程中,针对3×2阵列和6块交流模组输出功率进行比较。试验结果发现,采用交流模组方式集中发电力量优于集中发电方式。3×2阵列和6块交流模组输出功率比较如表1所示,8×2阵列和16块交流模组输出功率比较如表2所示。通过比较表1和表2发现,采用交流模组方式发电,任何阴影情况下都比传统集中式发电效率高,对于整体光伏电力系统发电效率的提升都有重要意义[3]。10.3969/j.issn.1004-7948.2021.08.004.T001表13×2阵列和6块交流模组输出功率比较阴影数最佳阴影分布最差阴影分布集中式发电工作效率/%交流模组发电效率/%1[1∶0][1∶0]516.2539.72[2∶0][1∶1]579.9520.93[3∶0][1∶1]466.7502.310.3969/j.issn.1004-7948.2021.08.004.T002表28×2阵列和16块交流模组输出功率比较阴影数最佳阴影分布最差阴影分布集中式发电工作效率/%交流模组发电效率/%1[1∶0][1∶0]1 362.71 468.812[2∶1][2∶1]1 287.41 287.43[2∶2][3∶0]1 187.0978.18(3)完成逆变器装置拓扑结构选型。针对传统两电平、E型三电平以及T型三电平等3种逆变器拓扑结构分析,建立相关试验,对不同逆变器、不同转换效率分析。通过实际数据分析发现,T型三电平的工作效率达到98.2%,而E型三电平效率为97.92%,同时两电平的工作效率为97.79%。通过本次分析发现,选择T型三电平工作效率更高。实际工作过程中,要求整体工作效果更加优化。实际工作运行过程中,通过对逆变器装置的合理选型,也能提升光伏电网的整体发电效率,确保系统工作运行更加有效。3光伏发电系统建设成本管控光伏发电系统建设过程中,不仅要注重对建设效率合理优化,更要注重对光伏发电系统电机建设成本的管理并实现降低成本的目的。光伏发电系统建设成本降低主要从以下几方面入手:(1)通过CAN.Bus总线控制有效减少太阳能跟踪装置应用,有利于光伏电网建设项目成本降低。(2)建议选择SKIM401TMLI12E4T型三电平逆变器,有效降低整体光伏发电系统建设成本,有利于项目优化建设[4]。(3)选择合适的能源地,减少项目设备资本投入,实现低成本建设,提升光伏发电系统的建设效率[5]。4结语光伏发电建设对于电力系统的优化设计建设有很大影响。由跟踪系统优化、局部阴影算法控制以及逆变器装置拓扑结构选型等3个方面阐述光伏发电系统效率提升的有效策略。对当前光伏发电系统项目建设、社会电力系统建设发展有重要意义,同时也为社会能源优化建设提供新思路。
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