新能源发电的利用论文 职称论文原创文章分享：光伏系统发电效率提升方法研究

摘要：为了实现光伏系统发电期间太阳能的高转换率，要结合系统发电的特性对功率实施检测，但是，因为光伏发电受到包括温度和气压等多个因素的影响，还需进一步对历史数据进行分析，然后进行计算与评估，最后结合结果优化电网的调度，可以保障效率的基础上促使其安全的运行。把获取的结果作为日后光伏系统发电中长期过滤的预测基础，促使光资源得到合理的利用。本文分析了光伏系统发电系统提升方法相关内容，优先分析光伏系统发电的优势与劣势，增加光伏系统发电的了解，然后探索光伏系统发电效率提升的方法，通过科学方法的使用，获取更多的能量，提升发电效率。

关键词：光伏系统；发电效率；提升方法；研究

前言：目前全球化石能源的粗储量呈逐渐减少的趋势，全国污染问题变得更加严重，人类继续寻找到可以代替专题化石能源的全新的、清洁型，能够持续利用的新发电方法。光伏发电系统优势显著，能够持续利用，无污染，是一种清洁型的全新发电方法。基于光伏发电系统的优势，使其在当下被广泛应用，各国政府均把光伏发电作为长远发展能源的战略。目前光伏系统出现了效率偏低的问题，阻碍光伏系统的大面积推广和应用。因此，怎样最大限度使用光伏系统发电，产生更多的能量，是当下一个关键问题。

1.光伏系统发电的优劣势分析

1.1光伏系统介绍

光伏系统主要包括独立的光伏发电系统、并网与分布式的光伏发电系统。各光伏系统在我国各个领域广泛应用，发挥着重要影响。

不管是从世界的角度来说，还是从我国的角度来说，常规的能源均是有效的。太阳能作为可再生的能源备受世界各国的瞩目，在长期能源战略中发挥关键作用。目前我国就大力发展太阳能，使用光伏系统进行发电。

1.2光伏系统发电的优势

与常使用的火力发电系统对比来说，光伏系统发电具有如下优势：不会出现枯竭问题，无污染零排放、无噪声，安全与可靠性有保障；不需要消耗燃料，不需架设输电的线路就可以就地进行发电与供电作业、能源的质量有保障。光伏发电站建设的周期很短，获取能源所花费的时间很短；，满足各类需要电源的场景[1]。

1.2光伏系统发电的劣势

光伏系统发电也存在着一些不足，需要在未来克服。生产太阳能电池板会产生很多污染，也会增加能耗，光伏板的制作过程不满足环保作业要求。同时，光伏系统发电所照射的能力分布的密度较小，也就是说需要占用巨大的面积。能源的获取受到四季变化、昼夜更替以及阴晴等不同气象条件的影响。与火力发电相比，发电机的成本很高。

2.光伏系统发电效率提升的方法

光伏系统发电时，需要结合系统发电的特性来对功率实施预测。但是，因为光伏发电期间容易受到气压以及温度等不同因素的影响，所以需要对实现历史数据进行分析，探索和挖掘其隐含的规律，然后构建预测模型，对相应时间段光伏系统发电的功率实施科学的预估，利于获得精准的预测曲线，对光伏发电运行合理安排。在做好这些工作前提下，也要探索光伏系统发电效率提升的有效方法，如下，进行了深入的分析和研究。

2.1预测光伏发电的功率

对光伏系统发电功率实施预测，若是使用过去的统计法来预测天气，所获取的历史功率和相关数值的统计与分析结果不够精准。结合气象与太阳辐射的强度之间物理映射的关系来进行预测，还需不断变化光电转换模型才能预测功率，不能够满足现实操作的要求。以往主要是依据实践的顺序来排列样本，结合数学的隐含线性的规律对功率进行预测。虽然很简单，但是在光伏电站数量日渐增多的驱使下，参数的确认变得更加困难，为了解决此类问题，开始使用机器学习与深度学习等各类新算法预测功率。

2.2做好并网低配压电箱的设置

小型分散形式的光伏发电系统在经过逆变器整流处理之后，会转为成一个AC380V50Hz的电源，此时光伏系统的电源仅需要和正常电网之间采取一个适合的并网方式，就可以确保电源安全可靠的运行。如果是小规模的建筑使用光伏系统发电时，并网的接入点常被设置于低压配电箱上，也在设备配电箱的进线位置设置一个双电转换的开关，如果光伏系统发电过程中电量很富裕，会完全由光伏电源来为系统下负荷进线供电。如果遇到阴雨等恶劣天气，将导致太阳能的发电量不足或者光伏电量出现故障无法正常的供电，此时可以把供电电源切换成市电电源即可。

因为该项目的并网低配压箱被安装于楼顶机房的外墙上，使用配电箱一路进线来自于光伏系统的逆变器，而另一条进线则是引自于市电。如果光伏系统的发电量较充足，此时引自于光伏系统的回路其进线开关将处于被关闭的状态，不然将会转换到市电回路，使得进线开关闭合，保障此配电箱的进线母排可以一直保持通电。把配电箱的低压出线一次引到一楼的冷藏室内、冷库低压供电回路中、二楼以及六楼的室内空调设备中，由各个回路为其进线供电。

2.3设置较大的步长，强化扰动观察的效果

过去常使用的扰动观察方法常常把步长设置成一个固定值，需要设置一个较大的步长才能够做到结合环境的变化快速的响应，但是这样工作点处于最大功率点时会出现反复在其附近波动现象，影响了稳定性。如果设置一个相对小的步长则会使达到最大的功率点周期拉长，斗志系统响应速度过慢。所以，为了平衡速度与精度 ，选择一个适合和合理的扰动步长很重要。综合上面的分析，对扰动的步长进行了调整，通过对比和分析，把影响扰动的步长光照强度划分为三个区段。

试验之后给出：光照强度的变化值高于50W/m2之上，出现跟踪丢失问题频率很低，所以，可以把50W/m2当作扰动步长可以切换的阈值；因为低于20W/m2的扰动变化对最大功率产生很大影响，容易引起大功率的震荡，所以，把20W/m2当作是停止扰动一个新阈值。

综合上文分析结果可以得出，如果光照的强度在50-100W/m2范围内波动，则可以选择使用一个大扰动步长。若是光照强度的变化控制在20-50W/m2区间内，则可以选择使用小扰动步长。因为0-2W/m2区间的光照强度与其他不同，其功率震荡小，被认为是一个变化最小的范围，为了避免光伏系统在最大的功率附近发福震荡，降低系统功率的损耗，一般再此范围内不会进行电压扰动。如果检测到外部环境的变化高于22W/m2（指的是错值防抖），此时系统会继续对扰动观察的最大功率进行跟踪。

2.4电流内环的控制

电流内环的控制可以对并网指令的电流进行跟踪，良好实现光伏系统以及发电系统的并网，把并网逆变器设备交流侧输出的电流当作控制对象。光伏并网电流瞬时的有效指令ig*作为周期信号，该信号频率受到网侧负载的很大影响。此外，并网型的光伏发电系统也要结合实际工况不断调整输出的电压，以实时对电网频率跟踪然后完成并网。该项作业对控制设备响应实践要求很严格，特别是电流内环的控制环节，对光伏发电整个系统功率的因素以及电能质量带来一定影响，可能使这两个指标无法达到并网的要求。要想促使光伏并网的逆变器可以良性运行，不仅要保证硬件构成的质量，更应有效控制实现无差的跟踪光伏并网的电流指令。

结束语：综上所述，以太阳能为主要特征的光伏发电产业，备受世界各国的瞩目和看好。一方面，因为太阳能有着储量无限性的特点，存在普遍性的特点，使其备受各国政府关注。另一方面，光伏发电很实用，满足经济性需求，同时作为一种清洁能源，降低对环境的污染，促进全社会的可持续发展。为了进一步提升光伏系统发电效率，使用功率预测方法、对并网低配压电箱的设置或者使用变步较长扰动观察方法，可掌握光伏系统具体运行情况，优化系统加快发电效率。

参考文献：[1]叶海瑞,柏嵩,张伟伟,许冬书. 光伏系统发电效率提升方法研究[J]. 中国设备工程,2021,(17):126-128.

[2]张光龙. 光伏系统发电效率提升方法研究[J]. 科技创新与应用,2021,(04):143-146.

[3]刁颖. 光伏系统发电效率提升方法的研究[D].东北石油大学,2016,(03):49-51.