论文部分内容阅读
【摘 要】随着近年来光伏发电效率的不断提高和太阳能板造价的降低，太阳能光伏发电的应用前景空前广阔。本文对伏产业现状、产能与市场、光伏产业发展前景以及光伏并网系统进行了阐述。
【关键词】光伏产业 光伏技术 太阳能电池 光伏并网
中图分类号：D80 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―371―01
引言
近年来频频出现常规能源危机严重影响了国家的经济发展和居民的日常生活，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈。为了摆脱能源短缺的困扰，开发太阳能资源，寻求经济发展新动力成为各国能源发展的主要课题。为了达到对清洁能源及电网可持续发展的要求，世界各国纷纷将目光聚焦在太阳能发电上。太阳能取之不尽、用之不竭，能缓解能源危机和减少环境污染，是理想的可再生能源。随着近年来光伏发电效率的不断提高和太阳能板造价的降低，太阳能光伏发电的应用前景空前广阔。而光伏并网发电作为太阳能发电的主要形式之一，也受到越来越多的关注。
我国地处北半球，有着广阔的土地，大多数地区年平均日辐射量在4kwh/m 以上，青藏高原日辐射量最高达7kwh/m。对太阳能这种可再生能源的开发和利用主要表现在太阳能光伏发电上，在我国西部发展光伏产业有着有利因素：光伏电站适合西部特殊的居住环境，特别是青藏高原有着得天独厚的地理环境优势。国家能源政策的支持，国家将开发利用新能源和可再生能源放到国家能源建设开发战略的优先地位，这为发展光伏产业提供了巨大的政策支持。
1 光伏技术概述
太阳能光伏技术是将太阳能转化为电力的技术，其核心是可释放电子的半导体物质。最常用的半导体材料是硅，地壳中硅储量丰富。太阳能光伏电池有两层半导体，一层为正极，一层为负极，阳光照射在半导体上时，两极交界处便产生电流。太阳能光伏系统中最重要的是电池，是收集阳光的基本单位。大量的电池合成在 起构成光伏组件，有时还用逆变器对电流进行转换，以适合不同电器的使用要求或与电网相匹配。太阳能光伏电池主要划分为：晶体硅电池（包括单晶硅、多晶硅、带状硅）、非晶硅电池、非硅光伏电池。此外，薄膜电池可大大节约原材料使用，成为太阳能电池的发展方向，但是其技术要求非常高，而非晶硅薄膜电池作为目前技术最成熟的薄膜电池…，成为目前薄膜电池中最富增长潜力的品种。
2 光伏产业现状与分析
近些年，太阳能光伏产业形成了爆炸性增长，全球太阳能电池产量增加，而中国太阳能电池产量更是猛增，成为全球名列前茅的太阳能电池生产国。在国际市场和国内政策的推动下，中国的光伏产业正迎来了发展高峰期，太阳能电池和组件产量位居世界前列。
3 产能与市场分析
在世界光伏市场的拉动下，我国光伏产业得到了迅猛发展，我国太阳能电池产量己位居世界前列。
3.1光伏发电之所以能在有些国家迅速进入千家万户，主要得益于这些国家政府行之有效的引导与激励措施。我国对太阳能发电项目有一定的鼓励措施，在对太阳能发电项目，上网电价方面都有优惠政策和鼓励措施。
3.2在全球能源紧张的状况下，新能源产业的发展是大势所趋，目前出现的产能过剩现象丰要受限于各国对太阳能光伏产品的推厂力度。
4 光伏产业发展前景分析
光伏首先是一个能源行业，而能源是无限量的行业，在全球能源紧张的状况下，新能源产业的发展势不可挡。新材料和新技术的进步是未来光伏产业最主要的发展动力。技术的进步将促使上游产品供给的稳定和价格的下调，使大规模生产和应用具备必要的条件；光能转换率的不断提高则意味着新型太阳能电池相对于传统能源将具有更强的竞争力。随着多晶硅供应瓶颈的解决及化合物薄膜电池技术的不断发展，光伏发电成本不断降低是必然的趋势。
5 光伏并网系统
5.1光伏并网系统简介
典型的光伏并网系统结构包括：光伏阵列、DC-DC变换器、逆变器和集成的继电保护装置。变换器将光伏电池所发电能逆变成正弦电流并入电网中。通过DC—DC升压斩波变换器，可以在变换器和逆变器之间建立直流环，升压斩波器根据电网电压的大小来提升光伏阵列的电压以达到一个合适的水平，同时DC—DC变换器也作为最大功率点跟踪器。控制器控制光伏电池最大功率点跟踪、控制逆变器并网电流的波形和功率，使向电网转送的功率与光伏阵列所发的最大功率电能相互平衡。
5.2光伏并网系统的优缺点
光伏并网发电的优势有：能源效益。特别是夏季，光伏电能在用电高峰时段创造的价值可达平时的3～4倍。
光伏并网发电的不足有：光伏发电成本高。如果没有相关政策支持，光伏发电难以推广普及。光伏发电受地理位置、日照强度、光伏电池特性等因素的制约。
6 光伏并网策略
传统配电网络的设计往往是为了满足“单点供电，多点用电”的运行模式。光伏发电等分布式发电系统的加入，使得电网中的供电源变得多而分散。对电网而言，分布式发电功率越大，其对电网的影响也逐渐增大。对于光伏发电系统的并网要求，国际上已经有了很多的标准。我国的标准主要分散在一些国家标准里，也正在制订一些专用的标准。
6.1 网点选择
根据光伏并网的容量不同，选择相应的入网点：
容量几兆至几十上百兆的光伏并网系统一般都是大型光伏电站，和普通发电站不同，光伏电站占地面积大，且需要有充足的日照时间，因此，一般选择在光照充足、土地面积充足的郊区。
6.2光伏并网效率
光伏并网的效率主要与两个方面有关：一是光电转换效率，二是将电能按电网电能质量要求传输到电网的效率。光伏器件的输出功率是其所受日照强度、器件内部结温的非线性函数。
6.3并网控制方案
电网必须将光伏发电站当作真正的“发电站”来对待，这就对光伏电站提出了更高的要求，不单是被动地满足电能质量要求，而是主动地对电站进行调度和管理。
一般来说，电网对光伏发电输入容量的控制模式有：
（1）正常运行。光伏并网系统传输尽可能多的电能，此时光伏电池工作效率最高，发出的电能不通过蓄电池，直接经过逆变器输送给电网。
（2）受限运行。光伏发电站按照电网设置的预期输入功率运行，从而达到削峰、主动负荷控制等目的。由于此时系统操作员可能会持续更改分配入网电量，光伏发电系统中电力波动不可避免。
（3）均衡运行。该模式用于缓解光伏电源的电力波动，即减轻与电网在公共耦合点的电压和谐波不平衡，使其向电网传输更多高质量电能。
7 结语
我国是太阳能资源相当丰富的国家，在大力发展智能电网的背景下，光伏并网发电得到了前所未有的关注。而且随着光伏器件价格的不断下降和国家对光伏产业的政策扶持，光伏发电必将会成为能源结构中的重要组成因素。我们还要对电量预测技术。保证光伏电站和水电、火电等电站的配合发电，最大程度地减小由于光伏电站发电量波动对电网的影响。
参考文献：
[1] 薛俊明，麦耀华，赵颖，等.薄膜非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究[J].太阳能学报，2005，26（2）：166—169.
[2] 曹仁贤，赵为，陈威.光伏发电与电网接入技术[J].中国电力企业管理，2009（7）：28-29.
[3] 刘杨华，吴政球，涂有庆，等.分布式发电及其并网技术综述[J].电网技术，2008，32（15）：71—76.
【关键词】光伏产业 光伏技术 太阳能电池 光伏并网
中图分类号：D80 文献标识码：A 文章编号：1009―914X（2013）35―371―01
引言
近年来频频出现常规能源危机严重影响了国家的经济发展和居民的日常生活，能源问题日益成为制约国际社会经济发展的瓶颈。为了摆脱能源短缺的困扰，开发太阳能资源，寻求经济发展新动力成为各国能源发展的主要课题。为了达到对清洁能源及电网可持续发展的要求，世界各国纷纷将目光聚焦在太阳能发电上。太阳能取之不尽、用之不竭，能缓解能源危机和减少环境污染，是理想的可再生能源。随着近年来光伏发电效率的不断提高和太阳能板造价的降低，太阳能光伏发电的应用前景空前广阔。而光伏并网发电作为太阳能发电的主要形式之一，也受到越来越多的关注。
我国地处北半球，有着广阔的土地，大多数地区年平均日辐射量在4kwh/m 以上，青藏高原日辐射量最高达7kwh/m。对太阳能这种可再生能源的开发和利用主要表现在太阳能光伏发电上，在我国西部发展光伏产业有着有利因素：光伏电站适合西部特殊的居住环境，特别是青藏高原有着得天独厚的地理环境优势。国家能源政策的支持，国家将开发利用新能源和可再生能源放到国家能源建设开发战略的优先地位，这为发展光伏产业提供了巨大的政策支持。
1 光伏技术概述
太阳能光伏技术是将太阳能转化为电力的技术，其核心是可释放电子的半导体物质。最常用的半导体材料是硅，地壳中硅储量丰富。太阳能光伏电池有两层半导体，一层为正极，一层为负极，阳光照射在半导体上时，两极交界处便产生电流。太阳能光伏系统中最重要的是电池，是收集阳光的基本单位。大量的电池合成在 起构成光伏组件，有时还用逆变器对电流进行转换，以适合不同电器的使用要求或与电网相匹配。太阳能光伏电池主要划分为：晶体硅电池（包括单晶硅、多晶硅、带状硅）、非晶硅电池、非硅光伏电池。此外，薄膜电池可大大节约原材料使用，成为太阳能电池的发展方向，但是其技术要求非常高，而非晶硅薄膜电池作为目前技术最成熟的薄膜电池…，成为目前薄膜电池中最富增长潜力的品种。
2 光伏产业现状与分析
近些年，太阳能光伏产业形成了爆炸性增长，全球太阳能电池产量增加，而中国太阳能电池产量更是猛增，成为全球名列前茅的太阳能电池生产国。在国际市场和国内政策的推动下，中国的光伏产业正迎来了发展高峰期，太阳能电池和组件产量位居世界前列。
3 产能与市场分析
在世界光伏市场的拉动下，我国光伏产业得到了迅猛发展，我国太阳能电池产量己位居世界前列。
3.1光伏发电之所以能在有些国家迅速进入千家万户，主要得益于这些国家政府行之有效的引导与激励措施。我国对太阳能发电项目有一定的鼓励措施，在对太阳能发电项目，上网电价方面都有优惠政策和鼓励措施。
3.2在全球能源紧张的状况下，新能源产业的发展是大势所趋，目前出现的产能过剩现象丰要受限于各国对太阳能光伏产品的推厂力度。
4 光伏产业发展前景分析
光伏首先是一个能源行业，而能源是无限量的行业，在全球能源紧张的状况下，新能源产业的发展势不可挡。新材料和新技术的进步是未来光伏产业最主要的发展动力。技术的进步将促使上游产品供给的稳定和价格的下调，使大规模生产和应用具备必要的条件；光能转换率的不断提高则意味着新型太阳能电池相对于传统能源将具有更强的竞争力。随着多晶硅供应瓶颈的解决及化合物薄膜电池技术的不断发展，光伏发电成本不断降低是必然的趋势。
5 光伏并网系统
5.1光伏并网系统简介
典型的光伏并网系统结构包括：光伏阵列、DC-DC变换器、逆变器和集成的继电保护装置。变换器将光伏电池所发电能逆变成正弦电流并入电网中。通过DC—DC升压斩波变换器，可以在变换器和逆变器之间建立直流环，升压斩波器根据电网电压的大小来提升光伏阵列的电压以达到一个合适的水平，同时DC—DC变换器也作为最大功率点跟踪器。控制器控制光伏电池最大功率点跟踪、控制逆变器并网电流的波形和功率，使向电网转送的功率与光伏阵列所发的最大功率电能相互平衡。
5.2光伏并网系统的优缺点
光伏并网发电的优势有：能源效益。特别是夏季，光伏电能在用电高峰时段创造的价值可达平时的3～4倍。
光伏并网发电的不足有：光伏发电成本高。如果没有相关政策支持，光伏发电难以推广普及。光伏发电受地理位置、日照强度、光伏电池特性等因素的制约。
6 光伏并网策略
传统配电网络的设计往往是为了满足“单点供电，多点用电”的运行模式。光伏发电等分布式发电系统的加入，使得电网中的供电源变得多而分散。对电网而言，分布式发电功率越大，其对电网的影响也逐渐增大。对于光伏发电系统的并网要求，国际上已经有了很多的标准。我国的标准主要分散在一些国家标准里，也正在制订一些专用的标准。
6.1 网点选择
根据光伏并网的容量不同，选择相应的入网点：
容量几兆至几十上百兆的光伏并网系统一般都是大型光伏电站，和普通发电站不同，光伏电站占地面积大，且需要有充足的日照时间，因此，一般选择在光照充足、土地面积充足的郊区。
6.2光伏并网效率
光伏并网的效率主要与两个方面有关：一是光电转换效率，二是将电能按电网电能质量要求传输到电网的效率。光伏器件的输出功率是其所受日照强度、器件内部结温的非线性函数。
6.3并网控制方案
电网必须将光伏发电站当作真正的“发电站”来对待，这就对光伏电站提出了更高的要求，不单是被动地满足电能质量要求，而是主动地对电站进行调度和管理。
一般来说，电网对光伏发电输入容量的控制模式有：
（1）正常运行。光伏并网系统传输尽可能多的电能，此时光伏电池工作效率最高，发出的电能不通过蓄电池，直接经过逆变器输送给电网。
（2）受限运行。光伏发电站按照电网设置的预期输入功率运行，从而达到削峰、主动负荷控制等目的。由于此时系统操作员可能会持续更改分配入网电量，光伏发电系统中电力波动不可避免。
（3）均衡运行。该模式用于缓解光伏电源的电力波动，即减轻与电网在公共耦合点的电压和谐波不平衡，使其向电网传输更多高质量电能。
7 结语
我国是太阳能资源相当丰富的国家，在大力发展智能电网的背景下，光伏并网发电得到了前所未有的关注。而且随着光伏器件价格的不断下降和国家对光伏产业的政策扶持，光伏发电必将会成为能源结构中的重要组成因素。我们还要对电量预测技术。保证光伏电站和水电、火电等电站的配合发电，最大程度地减小由于光伏电站发电量波动对电网的影响。
参考文献：
[1] 薛俊明，麦耀华，赵颖，等.薄膜非晶硅/微晶硅叠层太阳电池的研究[J].太阳能学报，2005，26（2）：166—169.
[2] 曹仁贤，赵为，陈威.光伏发电与电网接入技术[J].中国电力企业管理，2009（7）：28-29.
[3] 刘杨华，吴政球，涂有庆，等.分布式发电及其并网技术综述[J].电网技术，2008，32（15）：71—76.