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摘要：光伏并网发电技术在国家电网的建设中起着十分重要的作用，而光伏箱变作为光伏并网发电系统中的重要设备，其已广泛应用到多种行业。不仅直接推动了国家智能电网的建设，还辅助优化了人力资源和管理模式的创新发展。但受各种因素的影响，我国目前的光伏箱变能力还存在很多不足之处。本文将从光伏产业的发展现状出发，分析光伏箱变的结构，并进一步研究光伏箱变的发展。
关键词：光伏箱变；应用；发展
光伏发电能将光能直接转化为电能，其运用原理是半导体界面的光生伏特效应。人们利用控制器等电器设备组成光伏发电装置，并将其运用到多种场合，包括：智能电网、人造卫星等等，为社会的进步和发展做出了巨大贡献。而光伏箱变作为一种交流电能的交换装置，其能使电能在传输过程、分配过程和使用过程中做到安全经济。在本文中，笔者将对光伏箱变的应用发展进行分析研究，帮助人们加深对光伏箱变的了解。
1、光伏产业的发展现状分析
据2017年“中国产业信息网”给出的报告分析，自2007年国家颁布“可再生能源中长期发展规划”后，我国的光伏产业已开始进入高速发展阶段，并且随着国家多个相关政策颁布，比如：2013年国务院颁布的“关于促进光伏产业健康发展的若干意见”，光伏发电的应用规模迅速扩大，截止2016年，我国新增光伏发电机容量为34.54GW（如图1，为我国新增光伏发电机和总装机容量）。
图12016年新增光伏发电机和总装机容量
但是尽管光伏产业发展迅速，光伏发电的技术水平和发电效率也在不断提高，可由于对国家补贴政策的依赖，与其他发电方式相比，光伏发电的成本依然处于较高的状态。比如：作为同样重要的新能源，风电的发电成本为0.6元一度，而光伏发电的成本却为0.9元至1元一度。长此以往，将不利于光伏产业提高电源市场竞争力。因此，为了改善这种状态，国家削弱了对光伏产业的补贴力度，就目前来看，对光伏产业的发展还是产生了一定影响，使得光伏产业充满了不确定性。
2、光伏箱变的结构分析
光伏箱变在光伏并网的发电系统中占有十分重要的位置，其对保证电能传输的安全性和使用的安全性起着非常重要的作用。据调查显示，我国目前有两种常用的光伏箱变结构，一种是“美变”（组合式变压器），这种结构从经济的角度来看，其造价成本较低，但是高压系统和变压器却集合在一起，没有独立的高压配电柜，对电网的运行和维护十分不利，一般不会使用这种光伏箱变结构。一种是“欧变”（预装式变电站结构），这种结构为市面上常用的光伏箱变结构，它是由三大部分组成，分别是：并网逆变器、交流配电柜以及升压变压器。在光伏并网的发电系统中，并网逆变器、交流配电柜以及升压变压器的组成如图2所示。
图2光伏并网发电系统组成示意图
（一）并网逆变器的分析
与传统方式的独立逆变器不同，作为并网发电的核心，并网逆变器是通过SCR逆变器调整波形，从而将直流电转换为交流电。在这个过程中，不仅能够控制电力频率、电压电流，还能转换太阳电池方阵传输的直流电，是交换光伏阵列与电力变压器能量的重要设备。
（二）交流配电柜的分析
在光伏箱变中，交流配电柜能够保障电力传输的安全性，其主要作用是实现逆变器与变压器之间的连接以及电流传输。其运行原理是在交流配电柜中接入电缆，使直流电通过逆变器形成交流电，在将交流电通过电缆传输到变压器中进行升压的同时，分配控制逆变器传输的电流。
（三）升压变压器的分析
升压变压器可以满足不同地区用电用户的不同电压需求，因为它能对从低压配电柜传输的不同低压电压交流电进行升压，比如：一个400v电压等级的交流电，通过升压变压器就可以升到并网所需的10kv、35kv以及110kv等电压。
3、光伏箱变的智能化发展作用分析
电网中的发电装置在整个电网建设中占有十分重要的位置，受社会经济发展的影响，国家逐渐重视起智能电网的建设，传统的电网发电装置已经不能满足智能电网的需求，迫切需要对电网中的发电装置进行智能化改造，由此提出光伏箱变。光伏箱变具有支持在线分析决策、智能调节控制的特点，能够整体提高智能电网的安全运行水平，改变国家电网的传统管理方式，做到智能化、多元化。在一定程度上提高了电网工作人员的工作效率，比如：在数据的采集上，传统的电网需要人工进行采集，不能保证电网数据的可靠性和准确性，并且由于国家电网分布十分广泛，在管理上，很容易出现错误。智能系统的出现不仅能够辅助优化人力资源、创新管理模式，还能带动电网稳定运行，对国家智能电网的建设十分有利。
智能化的光伏箱变具有监测、遥控、保护以及通信功能。其中，监测功能是指光伏箱变可以通过系统设备的自身运行状态对影响其温度、湿度等相关因素进行检查、监测，完全保证了管理人员掌握设备的实时运行情况。遥控功能是指当监测到系统相关设备出现故障时，比如：短路，需要利用智能光伏箱变的遥控功能断开相应开关，这个功能完善了变压器等设备的运行环境，加大了光伏箱变的安全性。保护功能是指在智能化的光伏箱变中，为了保证电流传输的安全性而存在的多种保护方案，其中中断路器为主要的保护方式，其被全面应用在智能光伏箱变中。通信功能是指光伏箱变的通信传输手段，要想实现智能化的光伏箱变，就必须要具备稳定的通信传输。我国目前常用的通信方式主要有两种，分别是：GPRS和光纤自愈网。
4、光伏箱变中逆变器的发展分析
据调查显示，自国家颁布相关光伏产业扶持政策以来，我国的光伏产业发展愈来愈好，其所创造的效益是可再生能源中最为突出的产业。而光伏产业的发展离不开光伏箱变的作用，逆变器作为光伏箱变的核心技术，就目前来看呈良好的发展趋势，具体可以从三个方面进行分析：一方面是电力的电子器件可靠性越来越高，较之前的电力电子器件相比，现在的电力电子器件能更加适应总体的模块化设计，对电力的控制也更加简单，总之，电力电子器件的各项能力都有整体的提高。一方面是随着电子技术水
平的不断提高，在处理逆变器输出的直流电流时，处理方式更为丰富，直流部分不断减少，使得电力电子器件的工作更加稳定，最大限度的满足了各个等级电网用户的需求。一方面是光伏并网系统实现了良好的动态性能，光伏箱变的智能化，为光伏并网系统的控制提供了数字化、智能化的手段，其不仅让变电站的整体发展能力得到了更大提升，还提高了电网工作人员的工作效率，使得光伏箱变的管理更加科学、合理。
结语
能源是促进社会经济快速发展的重要支撑，但是随着传统能源的开采愈来愈紧张，可再生的新型能源逐渐引起社会高度关注，其中以光伏产业最为突出。但是受各因素的影响，我国目前的光伏产业在实际的发展过程中依然存在部分问题，这也直接阻碍了光伏箱变的发展。想要促进光伏箱变在光伏并网发电系统中的全面应用，需要利用计算机等现代化技术，推动光伏箱变的智能化发展，提高光伏箱变的整体性能，只有这样才能在满足人们正常生活的同时，满足国家的用电需求。
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