2019年第20期
2019 No.20
Electric System电力系统
Electric Power System Equipment电力系统装备
太阳能光伏发电系统中的控制技术研究
汤景鸿
（陕西吉电能源有限公司，陕西西安 710060）
［摘 要］当前太阳能光伏发电技术的应用，不仅创造了巨大的电能，节约了资源，而且可以有效避免出现环境污染，受到人们的欢迎。本文主要针对太阳能光伏发电控制技术进行分析和研究，首先分析光伏发电的控制原理和要求，接着对实际控制技术进行分析，为当前光伏发电技术发展提供借鉴和帮助。［关键词］太阳能；光伏发电系统；控制技术；研究［中图分类号］TM615 ［文献标志码］A ［文章编号］1001–523X（2019）20–0044–02
Research on Control Technology in Solar Photovoltaic Power Generation System
Tang Jing-hong
［Abstract］With the application of current solar photovoltaic power generation technology, not only the huge electric energy is created, energy and resources are saved, but also environmental pollution can be effectively avoided, which is welcomed by people. Mainly for the analysis and research of solar photovoltaic power generation control technology, first analyze the control principle and requirements of photovoltaic power generation, and then analyze the actual control technology to provide reference and help for the current development of photovoltaic power generation technology.
［Keywords］solar energy; photovoltaic power generation system; control technology; research随着当前全球经济的发展，人口数量不断增加，能源日益减少与社会发展的矛盾日益突出，在这种背景下，很多国家开始研究可再生能源，太阳能由于其自身的特点，受到了研究人员的关注。太阳能利用成本比较低，不会产生二次污染，可以实现持续利用，属于一种可再生能源。因此，本文主要针对太阳能光伏发电控制技术进行分析和论述。1 光伏发电原理分析
就目前而言，光伏发电系统日益完善，主要包括以下几方面的内容。
（1）光伏电池方阵：在光伏电池实际应用中，它可以把太阳光能转换成直流电，是整个系统中的基本单元。加上金属，利用导线相连的方式，利用若干光伏电池组成方阵，利用方阵保证电流和电压的稳定输出。
（2）逆变器主要实现交流电与直流电的转化，保证电能能够稳定输出。
（3）蓄电池。由于太阳光照具有不稳定性，为了提升太阳能利用率，技术人员需要利用蓄电池，对直流电能进行转化，做好储存工作，在需要的时候，要进行转化释放电能。
光伏发电系统主要包括系统、并网系统以及混合系统。系统最主要的功能是把太阳光能转化成电能，但是没有与公共电网进行连接；并网系统主要连接转换以后的电能与交流电网，保证电能能够正常输出；混合系统主要是包括两种能源以上的系统。2 光伏发电控制分析
在光伏发电系统运行过程中，主要是对充电器和逆变器进行有效的控制。由于并网系统和系统存在相同的基本功能，研究人员可以把这两种系统作为一个主要研究对象进行控制技术的研究。系统性能主要包括电池额定功率、电池额定容量、逆变器输出电压以及系统总效率。在整个系统运行过程中，光伏电池主要处在浮充放电的状态。在太阳光照射的条件下，光伏电池方阵开始向蓄电池充电，并且为负载提供相应的电能。在没有太阳光照射的条件下，蓄电池主要为负载提供电能，具有很高的深放电能力和良好的充电效率，因此，技术人员需要对系统进行保护，尤其做好放电保护和短路保护工作，保证整个系统正常运行。在光伏发电系统实际运行过程中，会受到多种因素的影响，技术人员需要双向调节发电和电网之间的功率，做好功率的变换和因数的 校正。
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3 光伏发电控制技术分析
光伏发电控制技术的应用，不仅提升了发电的效率，而且保证了电能的质量，创造了巨大的生产效益。
3.1 做好最大功率点跟踪技术控制
根据光伏发电的实际情况，太阳光照射强度和温度对光伏电池的运行产生十分明显的影响，太阳光照射强度和湿度的不稳定性导致实际输出功率出现不同程度的波动。因此，技术人员可以把光伏电池当作波动范围比较大的电源。电池的电压和电流输出属于非线性关系，在周围环境出现变化以后，就会影响到电池的输出功率。设计人员需要结合实际情况，调整光伏电池的输出功率，能够与实际的负载匹配，有效保证实际的功率转换。在进行光伏方阵设计过程中，设计人员需要控制好实际的功率，做好方阵输出功率的检测，确定最大功率条件下的电压。常见的控制算法包括恒压跟踪法、扰动观察法、自适应算法等。
3.2 做好光伏发电电能储存和放电控制
为了保证系统实现最大功率的输出，技术人员需要对控制器的输出功率进行跟踪，避免出现深度放电或者过度充电的问题，让蓄电池保持良好的运行状态。在进行蓄电池检测过程中，技术人员进行持续的检测。在蓄电池电压达到限定值以后，表明蓄电池已经充满，要及时停止充电。由此可知，采用上述方法，不仅影响电池的正常使用，还会减少电池的寿命。因此，技术人员可以使用离线检测技术，保证光伏能够轮换不同的蓄电池进行充电，让蓄电池端的电压可以有时间进行恢复，确定实测电压可以准确检测出蓄电池的容量，为以后进行优化设计提供借鉴和帮助。在原电路完成自锁以后，技术人员要增加下线自锁，保证负载不再受到蓄电池放电影响，有效抑制深度放电，进一步延长电池的使用寿命。在整个自锁电路设计过程中，设计人员需要配置相应的放大电路，借助反馈性能，保证整个电路正常运行。在电路中收到比较电路的信号，整个输出端的电位不会出现变化，就会出现被锁定的情况，与此同时，放电开关保持在关闭状态，就会与负载断开。在蓄电池完成充电以后，就会触发电路的输入端，改变输出端电位，放电开关就会打开，负载就会重新得到电能。
3.3 做好并网控制管理
在光伏发电控制系统需要连接公共电网时，为了避免出现不必要的问题，要保证输出的电压、频率与公共电网保持
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为国家的电网消费节约了成本。
（2）拥有智能技术的电网可以对电力运输过程进行风险评估。电力系统的运行是一个十分危险的工程，电能一旦在运输过程出了差错就会泄露出高强度的电压，这种电压是人类不能承受的，在与人接触了一瞬间人就可能丧失生命。由于在电力运输的过程中危险系数很高，微小的误差就有可能导致整个运电系统的瘫痪和破坏，拥有智能技术的电网可以建立一个风险评估体系，对某一次的电力运输过程可能发生的故障进行估测，帮助操作人员进行风险预知，提前做好防范准备。在电力运输过程中，虽然电力传输速度很快，但路程遥远，在运输过程中会受到周边环境的影响，比如风力的大小，还有自然情况，比如天气等，利用人工智能技术就可以将这些风险所造成的影响进行预估，对于可能发生的风险进行总结，制定相应的解决方案，如果是大面积的危害，智能电力系统无法自愈，工作人员也可以在第一时间解决问题，让电力运输正常进行，方便人们的生活，将损失降到最低。
（3）智能机器人在电力调度自动化中的应用。自阿里巴巴成立以来，越来越多的科技加入人们的生活，大大便利了人们的生活，很多人们不方便不能做的事情也都有了机器人来做。在电力调度自动化的过程中也可以引进机器人，由于电力的调度运输是一个高危行业，工作人员每天都要与高伏电压相伴，每天都面临着失去生命的危险，为了保证人们的生命安全，我们可以将机器人引入这一领域。机器人是我国AI发展的一大高潮，在物流运输过程中首先引用了机器人这一方法，将许多大型的，人工不能搬动的物件移动。在电力运输过程中机器人也可以起到很大的作用，机器人拥有脑能思考的范围，并且比人的大脑思考的东西更多，对于信
息的计算更加准确。
4 电力调度自动化系统的完善
在电力的运输过程中，我们运用了高科技的手法将自动化系统加入电力运输过程，这样电力的运输不仅能够具有高效性也可以具有准确性，机器人的引进减少了对工作人员健康的危害，但是不代表有了人工智能技术就不需要员工的参与。在很多方面人工智能技术虽然比人做的更完美，但是人是具有变通性的，人工智能是不具备这种条件的，为了电力运输系统的安全管理和长远的发展，也需要不断提高从事电力行业的从业者的知识水平，电力公司也要定期对员工进行培训，对于思想保守的员工要灌输先进的思想，对他们的工作进行奖惩制度，这样才能激发工作的积极性，公司才能更有活力。5 结语
随着我国的经济的发展，人们的生活多姿多彩，在晚上也能看到五颜六色的灯光，为了满足人们生活中日益增长的用电需求，电力调度系统的自动化中人工智能的应用势在必行，符合了当下社会的发展趋势。高科技的发展才能满足人们的生活的需求，才能提高人们的幸福指数，为和谐社会的建成添砖加瓦。
参考文献
[1] 赵磊.人工智能技术在电力调度自动化系统中的运用分析[J].山东工业技术，2019（11）：1.[2] 朵向阳.电力调度自动化系统中的人工智能技术应用[J].时代农机，2018，45（5）：161.[3] 赵瑞君.电力调度自动化系统中的人工智能技术应用[J].现代工业经济和信息化，2017，7（21）：38-39.
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一致，提升电能输出的稳定性。为了满足实际生产的基本要求，利用逆变器，可以有效减少由于馈入电流而出现的谐波。在进行馈入电网控制过程中，需要降低谐波失真，严格控制输出的电流和功率，需要技术人员进行全面的统筹与设计。在并网系统逆变器运行过程中，需要利用双环控制的方式。在进行外环电压控制过程中，需要分析输出电压和电压前馈，把正弦波作为重要的参考依据，对调节装置的输入值进行分析。在这种运行条件下，设计人员需要利用同步锁相进行控制，选择合理的控制方式。在进行逆变器和公共电网直接并网过程中，设计人员需要采取有效的管控措施，为整个系统运行创造良好的环境，避免出现故障。一旦公共电网出现断电问题，并且逆变器还保持发电状态，就会出现孤岛效应，在负载出现变化的情况下，就会损坏逆变器。由于逆变器会连续进行供电，会让并网的公共电网保持在通电状态，这样就会威胁到维修人员的人身安全。因此，需要对逆变器进行自动侦测，在出现孤岛效应以后，可以保证逆变器与公共电网脱离，防止出现安全意外事故，保证整个系统的稳定与安全。孤岛侦测就是对系统实际输出的电压受到公共电网的影响而出现时效问题，技术人员需要对这些变化进行侦测，通常主要分为主动式侦测和被动式侦测。在进行主动式侦测过程中，主要利用电力转换器对公共电网形成的干
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扰信号进行检测，从而为维修提供借鉴和帮助。被动式检测就是分析电网状态的信息，然后进行判断。为了满足社会生产的需求，并网系统会与其他系统进行结合，需要设计人员分析光伏发电控制技术，采取有效的处理措施，做好并网处理，进行动态检测，为整个系统运行创造良好的环境。4 结束语
综上所述，太阳能光伏发电技术发展前景十分广阔，设计人员需要针对现有技术，加强系统控制，不断完善当前光伏技术，发挥光伏技术的重要作用，满足社会经济的发展，不断节约现有能源和资源，推动社会的良性发展。
参考文献
[1] 伍天赐.太阳能光伏发电系统中的控制技术研究[J].中小企业管理与科技（上旬刊），2019（07）：135+137.[2] 郭桂兰.光伏发电系统中关键控制问题的研究[J].中国战略新兴产业，2018（24）：34-35.[3] 李松.光伏发电系统最大功率点跟踪控制方法的研究[D].天津理工大学，2018.[4] 张瑜.光伏发电系统中无功电压控制问题的研究[D].辽宁工业大学，2018.[5] 刘兆斌.光伏发电并网系统低电压穿越控制方法研究[D].辽宁工业大学，2018.
