基于電氣自動(dòng)化工程在光伏發(fā)電中的應(yīng)用

【摘要】目前社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的背景下，雖然當(dāng)前有許多領(lǐng)域發(fā)展態(tài)勢(shì)都非常理想，但是極度的損耗和對(duì)于資源以及能源的過(guò)度消耗使得中國(guó)不可再生能源變得稀缺。但是，與一次性不能夠再生的能源比較起來(lái)，太陽(yáng)能的使用就很好的避免了資源不可再生和對(duì)環(huán)境造成污染的縫隙。太陽(yáng)能資源在當(dāng)前我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展過(guò)程中起到的作用是十分積極的，可以說(shuō)太陽(yáng)能的使用不但改變了人們以往的生活同時(shí)同時(shí)還使得社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展速度但是仍然能夠?yàn)楫?dāng)前人們的生活帶去十分積極的影響，除此之外還可以使得社會(huì)經(jīng)濟(jì)保持持續(xù)快速的發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】太陽(yáng)能 ?光伏發(fā)電 ?電氣自動(dòng)化

光伏發(fā)電作為新興可再生能源技術(shù)，能夠在一定程度上緩解國(guó)家的能源緊缺問(wèn)題。光伏系統(tǒng)能夠?qū)⑼饨珀?yáng)光轉(zhuǎn)化為電能供給人們使用，而且能源生產(chǎn)過(guò)程中，并不會(huì)有資源損耗、空氣污染等破壞環(huán)保系統(tǒng)的弊端，所以能夠高效利用太陽(yáng)能成為所有人關(guān)注的重點(diǎn)，而電氣自動(dòng)化能夠有效提高太陽(yáng)能利用效率，所以對(duì)電氣自動(dòng)化在太陽(yáng)能光伏發(fā)電中的應(yīng)用進(jìn)行研究，符合我國(guó)新時(shí)期堅(jiān)持可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略需求。

一、太陽(yáng)能光伏發(fā)電的原理

1.太陽(yáng)能光伏發(fā)電的基本原理

太陽(yáng)能光伏發(fā)電其基本原理是太陽(yáng)能電池本身具備了光生伏效應(yīng)，這樣的一種效應(yīng)能夠?qū)⑸⑸漭椛浜头瓷漭椛湟约爸苯虞椛涞榷喾N不同形式的太陽(yáng)輻射能變成電能，通過(guò)這樣的一種形式滿足電力所需。太陽(yáng)能光伏系統(tǒng)其主要的構(gòu)成是充放電控制器和蓄電池，以及逆變器和電池組件，還有就是監(jiān)測(cè)儀表與其他蓄能以及輔助發(fā)電設(shè)備。

2.太陽(yáng)能光伏發(fā)電的特性

太陽(yáng)能光伏發(fā)電其具備的優(yōu)勢(shì)非常多：（1）太陽(yáng)能主要是源自于人類位置生存的太陽(yáng)，因此這樣的一種能源并不會(huì)枯竭，所以當(dāng)前能源市場(chǎng)上的變動(dòng)針對(duì)當(dāng)前太陽(yáng)能光伏發(fā)電來(lái)講并不會(huì)出現(xiàn)負(fù)面影響。（2）因?yàn)樘?yáng)能主要是源自于太陽(yáng)，因?yàn)榈貐^(qū)的運(yùn)轉(zhuǎn)所以世界上的每一個(gè)地區(qū)都能夠接受到光照，這因此太陽(yáng)能的使用并不會(huì)受到地域的影響或制約，電能在實(shí)際進(jìn)行輸送時(shí)產(chǎn)生的損失也可以發(fā)電過(guò)程使用燃料的成本給予補(bǔ)充。（3）當(dāng)前太陽(yáng)能光伏發(fā)點(diǎn)的大多時(shí)候都是處于一種靜止的狀態(tài)，因此其中并不會(huì)出現(xiàn)運(yùn)動(dòng)部件，所以設(shè)備當(dāng)前的使用壽命也就會(huì)被延長(zhǎng)并且維修上相對(duì)簡(jiǎn)便。

二、太陽(yáng)能光伏發(fā)電中電氣自動(dòng)化的應(yīng)用措施

1.電氣自動(dòng)化在電力行業(yè)中的應(yīng)用

電氣工程在現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展，其基礎(chǔ)部分其實(shí)就是電氣自動(dòng)化技術(shù)科學(xué)合理的利用。電氣自動(dòng)化在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，不僅能夠?yàn)楣I(yè)發(fā)展提供動(dòng)力支持，而且在電力行業(yè)當(dāng)中，該技術(shù)能夠保證電力系統(tǒng)在運(yùn)行過(guò)程中的效率和質(zhì)量得到有效提升。在電氣工程的建設(shè)過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)科學(xué)合理的對(duì)電氣自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用，這樣不僅有利于減少工作人員的工作強(qiáng)度，而且還能夠盡可能避免由于人為因素而導(dǎo)致的故障問(wèn)題。在保證電力系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中的安全性和穩(wěn)定性得到有效提升的同時(shí)，能夠最大限度促使電氣工程在經(jīng)營(yíng)時(shí)的經(jīng)濟(jì)效益得到提升。

2.電氣自動(dòng)化的具體控制方式

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在構(gòu)建和具體使用過(guò)程中，由于其具有非常優(yōu)越的性能，所以被廣泛應(yīng)用到很多領(lǐng)域當(dāng)中，比如公寓樓、或者是一些商場(chǎng)等，這些生活場(chǎng)所越來(lái)越離不開電氣自動(dòng)化系統(tǒng)。另外，該系統(tǒng)還被廣泛應(yīng)用到生態(tài)環(huán)境保護(hù)當(dāng)中，同時(shí)在一些醫(yī)療衛(wèi)生行業(yè)等領(lǐng)域也被廣泛應(yīng)用。該系統(tǒng)在供暖、照明等方面能夠?qū)⒆约旱淖饔煤蛢r(jià)值充分發(fā)揮出來(lái)，這也是該系統(tǒng)得到廣泛應(yīng)用的原因。電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，人們可以直接通過(guò)遠(yuǎn)程控制的方式，實(shí)現(xiàn)對(duì)自己家用電器的有效控制，這樣有利于減少工作人員的工作負(fù)擔(dān)和壓力。

3.電氣自動(dòng)化在光伏建筑、光伏水泵系統(tǒng)中的應(yīng)用

電氣自動(dòng)化系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，被廣泛應(yīng)用到光伏建筑、光伏水泵系統(tǒng)當(dāng)中。由于現(xiàn)代社會(huì)的快速發(fā)展，科學(xué)技術(shù)不新進(jìn)步，自動(dòng)化產(chǎn)品的數(shù)量和種類越來(lái)越多，但是在這些產(chǎn)品當(dāng)中，最重要的就是監(jiān)控軟件在實(shí)踐中的合理利用。無(wú)論是光伏發(fā)中站或者是光伏水泵系統(tǒng)，在針對(duì)這些系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控和管理的時(shí)候，都需要非常大的電能才能夠完成。如果是單純利用電能，將會(huì)耗費(fèi)非常大的電力資源，但是通過(guò)太陽(yáng)能光伏發(fā)電，不僅能夠?qū)夥l(fā)電的情況進(jìn)行實(shí)時(shí)有效的監(jiān)督，而且還能夠結(jié)合實(shí)際情況，利用有效的監(jiān)控軟件對(duì)其進(jìn)行控制。在現(xiàn)階段比較常見的一些通信方式包括串口、通用分組無(wú)線服務(wù)技術(shù)等。

4.在太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)直流逆變控制中的應(yīng)用

太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，由于其系統(tǒng)的性能非常強(qiáng)大，所以需要結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)其進(jìn)行合理利用。太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)可以直接將太陽(yáng)光能在很短的時(shí)間內(nèi)，將其直接轉(zhuǎn)變成為可以使用的電能。如果單純從光伏系統(tǒng)和電網(wǎng)相互之間的關(guān)系進(jìn)行分析，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中，可以分別以光伏系統(tǒng)、并網(wǎng)系統(tǒng)這兩個(gè)獨(dú)立系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用。在其中還會(huì)涉及到一些零散的部件，比如光伏電池組建、電力轉(zhuǎn)換裝置等。在針對(duì)上述一些零部件、器件等進(jìn)行有效控制時(shí)，將電氣自動(dòng)化控制技術(shù)科學(xué)合理的應(yīng)用其中。這樣不僅有利于將直流光伏電能之間轉(zhuǎn)變成為交流電能，而且還能夠?qū)⑥D(zhuǎn)換完成的電流順利輸送到電網(wǎng)系統(tǒng)當(dāng)中，為其提供良好的能源供給。

5.電氣自動(dòng)化應(yīng)用在光伏發(fā)電無(wú)功補(bǔ)償控制中

光伏發(fā)電系統(tǒng)結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，其中元器件絕大部分為電子元器件，電子元器件在啟用過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生無(wú)功損耗以及諧波，諧波會(huì)導(dǎo)致電力系統(tǒng)不穩(wěn)定，嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成電壓波動(dòng)甚至發(fā)生沖擊損毀電氣設(shè)備。但是通過(guò)電氣自動(dòng)化控制系統(tǒng)便能夠進(jìn)行精準(zhǔn)調(diào)節(jié)，使無(wú)功損耗以及諧波不會(huì)影響到太陽(yáng)能光伏發(fā)電供電的穩(wěn)定性。

其存在以下四點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：1）功能完善。能夠?qū)μ?yáng)能供電提供完善的保護(hù)、策略以及控制功能和優(yōu)化的系統(tǒng)方案；2）極為可靠。產(chǎn)品軟件架構(gòu)合理，穩(wěn)定可靠，其中產(chǎn)品硬件結(jié)構(gòu)布局以及電磁兼容均滿足國(guó)家以及行業(yè)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，能夠保障所有設(shè)備長(zhǎng)期可靠運(yùn)行；3）擴(kuò)展性強(qiáng)。裝置采用模塊化設(shè)計(jì)思路，運(yùn)用各種插件模塊通用性高，具有擴(kuò)展性強(qiáng)以及維護(hù)便利的優(yōu)點(diǎn)，能夠充分實(shí)現(xiàn)太陽(yáng)能發(fā)電的各種要求；4）通訊功能強(qiáng)。通訊規(guī)約種類豐富，并且能夠根據(jù)太陽(yáng)能發(fā)電需求對(duì)規(guī)約進(jìn)行相應(yīng)擴(kuò)展，而且通訊模塊能夠滿足各種組網(wǎng)結(jié)構(gòu)要求，如雙網(wǎng)冗余方式、光纖星形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)、光纖環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)等等。

三、電氣自動(dòng)化在太陽(yáng)能光伏發(fā)電中的應(yīng)用趨勢(shì)

雖然我國(guó)地大物博、資源豐富，但在幾十年的快速發(fā)展過(guò)程中、大量不可再生資源面臨枯竭，而現(xiàn)階段的資源和能源問(wèn)題已成為限制國(guó)家經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人們生活水平提高的重要問(wèn)題。也正是在這樣的環(huán)境下，太陽(yáng)能光伏發(fā)電有了廣闊的發(fā)展前景，通過(guò)電氣自動(dòng)化在太陽(yáng)能發(fā)電領(lǐng)域的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了光伏發(fā)電的可靠性和經(jīng)濟(jì)性，同時(shí)大大減輕了人力工作負(fù)擔(dān)，對(duì)光伏發(fā)電全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控和管理，提高了發(fā)電效率。此外，從綠色環(huán)保的角度來(lái)看，光伏發(fā)電與風(fēng)力、水能發(fā)電一樣，作為可再生能源，對(duì)保護(hù)資源、環(huán)境帶來(lái)巨大的社會(huì)效益。

四、結(jié)論

總而言之，電氣自動(dòng)化在太陽(yáng)能光伏建筑及水泵系統(tǒng)、光伏發(fā)電系統(tǒng)直流逆變以及光伏發(fā)電無(wú)功補(bǔ)償控制等方面都發(fā)揮了積極作用。隨著科技的發(fā)展，電氣自動(dòng)化技術(shù)會(huì)得到進(jìn)一步創(chuàng)新。通過(guò)本文的研究，電氣自動(dòng)化在太陽(yáng)能光伏發(fā)電中的應(yīng)用效果好庸置疑，有助于推動(dòng)可再生資源的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展。