并网光伏发电效率提升的可行性探讨及建议

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1、并网光伏发电效率提升的可行性探讨及建议(南京天谷电气科技有限公司210000)摘要：国内外光伏行业竞争激烈、国际光伏贸易摩擦加剧，给我国光伏产业发展带来严重挑战，依靠技术进步、提高发电效率、降低光伏电价成为光伏行业的共识，木文主要介绍了并网光伏发电最大功率点跟踪技术、全气候太阳跟踪技术、孤岛扰动识别技术等主要并网光伏发电效率提升的技术。关键词：并网；光伏发电；效率提升；可行性0引言随着我国经济高速发展，能耗大幅增加，能源和环境对可持续发展的约朿越来越严重，发展可再生能源发电、特別是太阳能光伏发电将成为减少环境污染的

2、重要措施，同时也是保证我国能源供应安全和可持续发展的必然选择。因国内外光伏行业竞争激烈、国际光伏贸易摩擦加剧，给我国光伏产业发展带来严重挑战，依靠技术进步、提高发电效率、降低光伏电价成为光伏行业的共识。木文主要对并网光伏发电效率进行分析和研究，提出提髙光伏电站效率的措施和建议。1并网光伏发电最大功率点跟踪技术光伏发电系统的最大效率为电池板的光电转换效率、最大功率点跟踪(MaximumPowerPointTracking，MPPT)效率和逆变器效率3部分乘积，提高MPPT效率对整个效率的提升至关重要。在外界条件光照、

3、温度等变化时，I-V特性是不同的，所以必须采取应有的措施使电池的输出能够满足环境的变化，从而使能量利用率达到最大，这就是MPPT技术。MPPT技术是目前光伏发电技术研究的热点，现阶段的MPPT算法包括开路电压法、短路电流法、扰动观察法、增量电导法以及基于模糊和祌经M络理论的智能跟踪算法等。开路电压法和短路电流法以固定比例产生光伏电池的跟踪基准，实现简单，但控制精度低，总是低于实际的最大功率点;开路电压法和短路电流法以固定比例产生光伏电池的跟踪基准，实现简单，但控制精度低，总是低于实际的最大功率点；功率点左右，当光照

4、强度变化较平稳时跟踪效果较好，实现简单，对传感器要求不高，是B前实现MPPT最常用的方法之一，但在光照强度或环境温度急剧变化吋，比如飘动云彩的遮挡，扰动观察法可能会跟踪失败;电导增量法是通过比较光伏电池输出电导的增量和瞬时电导值来改变控制信号从而跟踪至最大功率点，该算法需要检测光伏电池输出的电压和电流变化量，对传感器精度要求较高。上述分析可以看出:单个MPPT算法均存在不足，基于两种或多种MPPT方法结合的复合MPPT方法是一种有益尝试，一定程度上提高了MPPT性能;针对太阳光照强度、阵列温度的不确定性，使用模糊逻

5、辑控制等现代控制方法可以获得比较理想的效果;现代控制技术的应用为高性能MPPT技术的研究开辟了广阔的空间。2并网光伏发电全气候太阳跟踪技术太阳辐射可近似看成一个表面温度为6000°C的黑体辐射。在日一地平均距离时，地球大气层上界与太阳光线垂直的表面上，单位面积、单位吋间内接收到的太阳福射能量定义为太阳常数，国际上0前公认的太阳常数是1353W/m2。但是，由于日一地相对位置（纬度、季节、昼夜）变化，并且经过大气层的衰减，地面上最终接收到的太阳能量密度要远低于太阳常数。所以太阳辐照度受限于该地区纬度、海拔、太阳高度、

6、大气质量和大气透明度等因素。因而为了使得太阳能光伏电板能够收集到尽可能多的太阳能，提髙光伏系统发电潜能，就需要相关的太阳能跟踪技术。0前太阳能跟踪控制方式可分为闭环控制、开环控制和混合控制3种。存在反馈的控制方式称为闭环控制方式（图2所示），通常是利用一个传感器测定太阳光入射与光伏电池板夹角90°的差值。当该差值达到某个设定的阈值，控制系统驱动步进电机，减小该差值至阈值范围内。使得太阳光与光伏电池板平面趋于垂直，达到跟踪太阳的B的。通常采用的光线传感器奋光敏电阻、光电管和辐照计等。开环控制又分为吋钟跟踪和程

7、序跟踪方式。吋钟跟踪即以一预定速度非实吋地跟踪太阳。此速度根据地球和太阳的运动规律来计算，地球的自转速度是一定的:约24h—周，而太阳运动的时角是自东向西匀速变化。因此这种跟踪可以看作对太阳运动的吋角进行跟踪，所以也可以称其为时角跟踪。程序跟踪是通过控制系统人工输入当地的地理信息或者采用全球定位系统（GlobalPositioningSystem,通常简称GPS）采集到当地地理信息，然后根据接收到的地理信息和天文学计算公式，计算出每天太阳tl出至tl落每一吋刻的高度角和方位角参数，并将艽转化为电池板的位置，用于驱动

8、步进电机到达该位置。闭环控制系统能够通过反馈来消除误差，实时跟踪太阳位置，同时不受安装地点的地理位置及冬夏吋差的限制与影响，使用方便、灵活，跟踪精度较高。但是在阴雨条件下，会出现光线传感器失效，导致跟踪器处于“迷茫状态”。开环控制由于不使用光线传感器，因而在阴雨条件下仍能跟踪太阳位置，不受天气条件的限制。但是存在累积误差，并无法实现自身消除。混合式控制方式就