摘要：日前，《2004BP世界能源統(tǒng)計(jì)年鑒》測(cè)算世界石油總儲(chǔ)量為1.15萬(wàn)億桶，以目前的開(kāi)采速度計(jì)算，可供生產(chǎn)41年。面對(duì)環(huán)境的污染、生存空間的日益縮減，人們必須重新審視不可再生的化石能源帶來(lái)的種種問(wèn)題。文章闡述了太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)與電氣化鐵路融合的設(shè)計(jì)方案，僅供參考。

關(guān)鍵詞：太陽(yáng)能；光伏發(fā)電系統(tǒng)；電氣化鐵路；光伏組件；新能源 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：U665 文章編號(hào)：1009-2374（2015）12-0082-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.12.041

1 光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)的方式

1.1 光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成形式

當(dāng)南廣和貴廣鐵路開(kāi)通后，廣東境內(nèi)鐵路運(yùn)營(yíng)里程突破3900km。考慮到電氣化鐵路運(yùn)行的特殊性以及能夠保證其通訊不受干擾，采用間歇式建設(shè)拱形構(gòu)架（頂部安裝，兩側(cè)不封閉）。以16m長(zhǎng)作為一個(gè)建設(shè)單元、5m長(zhǎng)作為一個(gè)間隔段進(jìn)行建造，這樣1km電氣化鐵路裝機(jī)容量約為2300kW。電氣化鐵路段為南北走向時(shí)，在鐵路段兩側(cè)可以安裝不超過(guò)1.8m高的太陽(yáng)能光伏組件，在一定程度上可以充當(dāng)隔音墻。

1.3 分布式光伏發(fā)電的性能

分布式光伏發(fā)電特指在用戶場(chǎng)地附近建設(shè)，運(yùn)行方式以用戶側(cè)自發(fā)自用、多余電量上網(wǎng)，且在配電系統(tǒng)平衡調(diào)節(jié)為特征的光伏發(fā)電設(shè)施。分布式光伏發(fā)電遵循因地制宜、清潔高效、分散布局、就近利用的原則，充分利用當(dāng)?shù)靥?yáng)能資源，替代和減少化石能源消費(fèi)。

分布式光伏發(fā)電具有以下特點(diǎn)：（1）輸出功率相對(duì)較??；（2）污染小，環(huán)保效益突出；（3）能夠在一定程度上緩解局地的用電緊張狀況；（4）可以發(fā)電用電并存。分布式光伏發(fā)電是接入配電網(wǎng)，發(fā)電用電并存，且要求盡可能地就地消納。1km電氣化鐵路光伏發(fā)電工程裝機(jī)容量為2472.5kWp，屬于輸出功率相對(duì)較小的情況，正符合分布式光伏發(fā)電的模式。建議在鐵路沿線各小站配電房作為并網(wǎng)接入點(diǎn)。本期工程裝機(jī)容量為2472.5kWp，本工程以交流并網(wǎng)柜為界，本方案主要包括交流并網(wǎng)柜至并網(wǎng)點(diǎn)的接入系統(tǒng)方案，綜合考慮發(fā)電系統(tǒng)的裝機(jī)容量及發(fā)電原理與相應(yīng)規(guī)范，接入系統(tǒng)示意圖如下：

1.4 接入電網(wǎng)電壓等級(jí)

根據(jù)《南方電網(wǎng)10kV及以下中業(yè)擴(kuò)受電工程典型設(shè)計(jì)圖集（2014版）》第十部分：“200kW以上分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)電源，宜接入10kV電壓等級(jí)系統(tǒng)?！薄稄V東電網(wǎng)公司分布式光伏發(fā)電接入計(jì)量方案（試行）》：“單個(gè)接入點(diǎn)的分布式光伏發(fā)電容量為100kVA及以上時(shí)，可采用10（20）kV電壓等級(jí)接入或0.4kV電壓等級(jí)接入，但接入點(diǎn)電壓等級(jí)應(yīng)與用戶的原供電電源電壓等級(jí)一致?！北痉桨覆捎谜緝?nèi)自發(fā)自用、余電上網(wǎng)的方式，并入站內(nèi)配電網(wǎng)，本項(xiàng)目光伏發(fā)電采用10kV接入系統(tǒng)，就地消納是合適的。

1.5 光伏組件主要性能參數(shù)

2 光伏發(fā)電系統(tǒng)電氣參數(shù)要求

2.1 電壓偏差

為了使當(dāng)?shù)亟涣髫?fù)載正常工作，光伏系統(tǒng)輸出電壓應(yīng)與電網(wǎng)相匹配。光伏發(fā)電站接入電力系統(tǒng)后，應(yīng)使電網(wǎng)接口處的電壓偏差符合《電能質(zhì)量供電電壓允許偏差（GB/T12325-2008）》的規(guī)定。三相電壓的允許偏差為額定電壓的±7%，單相電壓的允許偏差為額定電壓的-10%～+7%。

2.2 頻率

當(dāng)分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)點(diǎn)頻率在49.5～50.2Hz范圍之內(nèi)時(shí)，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)應(yīng)能正常運(yùn)行。

2.3 功率因數(shù)

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)功率因數(shù)應(yīng)在0.95（超前）～0.95（滯后）范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。

2.4 諧波和波形畸變

光伏系統(tǒng)的輸出應(yīng)有較低的電流畸變，以確保對(duì)連接到電網(wǎng)的其他設(shè)備不造成不利影響。光伏發(fā)電站并網(wǎng)運(yùn)行時(shí)，向電網(wǎng)注入的諧波電流應(yīng)滿足GB/T14549-1993的要求。

2.5 直流分量

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)向公共連接點(diǎn)注入的直流電流分量不應(yīng)超過(guò)其交流額定值的0.5%。

2.6 電壓波動(dòng)和閃變

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入后，所接入公共連接點(diǎn)的電壓波動(dòng)和閃變值應(yīng)滿足GB/T12326的要求。

2.7 電壓不平衡度

分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)接入后，所接入公共連接點(diǎn)的電壓不平衡度應(yīng)滿足GB/T15543-2008的要求。接于公共連接點(diǎn)的每個(gè)用戶引起該點(diǎn)負(fù)序電壓不平衡度允許值一般為1.3%，短時(shí)不超過(guò)2.6%。

3 光伏發(fā)電系統(tǒng)建設(shè)的必要性及其在配電網(wǎng)中的地位和作用

3.1 適應(yīng)負(fù)荷發(fā)展的需要，減輕電網(wǎng)供電壓力

經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展勢(shì)必帶來(lái)電力負(fù)荷的迅速增長(zhǎng)，供電壓力也將進(jìn)一步加大。發(fā)達(dá)地區(qū)范圍內(nèi)110kV及以下電源容量少，負(fù)荷的用電大部分依靠電網(wǎng)下送。本方案在電氣化鐵路部分路段安裝太陽(yáng)能光伏組件，無(wú)需額外征地，在節(jié)約了大量的土地的同時(shí)，也降低了工程的整體投資。分布式光伏電站可為電氣化鐵路沿線站點(diǎn)設(shè)備提供電能，可以降低電氣化鐵路沿線站點(diǎn)設(shè)備對(duì)外部電源供電的依賴，在一定程度上減輕當(dāng)?shù)仉娋W(wǎng)的供電壓力。規(guī)模適當(dāng)后并網(wǎng)發(fā)電，改善沿海地區(qū)的電能結(jié)構(gòu)。

3.2 開(kāi)發(fā)清潔能源，調(diào)整能源結(jié)構(gòu)

本項(xiàng)目位置處于沿海地區(qū)，具有很好的光伏資源開(kāi)發(fā)優(yōu)勢(shì)和前景，應(yīng)予以優(yōu)先安排開(kāi)發(fā)，充分利用太陽(yáng)能這種可再生資源，節(jié)能減排，因此，太陽(yáng)能光伏發(fā)電系統(tǒng)與電氣化鐵路融合設(shè)計(jì)方案是必要的和可行的。

4 結(jié)語(yǔ)

中國(guó)大部分城市出現(xiàn)了霧霾，超越省界的大氣污染，形成了廣泛的環(huán)境酸化，水體、土壤遭到不同程度的污染，嚴(yán)重的地方直接威脅到了人類的飲水安全。石化能源終將枯竭，嚴(yán)重影響我們的未來(lái)發(fā)展。能源問(wèn)題是亟待解決的問(wèn)題，光伏發(fā)電是一種清潔、環(huán)保、節(jié)能的新的發(fā)電形式，積極推進(jìn)，鼓勵(lì)發(fā)展是有意義的。作為電力的設(shè)計(jì)人員，我們應(yīng)該積極推進(jìn)新型可再生能源的推廣和應(yīng)用。改善現(xiàn)有的能源結(jié)構(gòu)既是改善我們的居住環(huán)境，也是唯一能留給后代的禮物。分布式光伏發(fā)電雖然局部功率過(guò)小，但是星星之火一定可以燎原。

參考文獻(xiàn)

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作者簡(jiǎn)介：朱曄澍（1984-），男，湖南婁底人，供職于惠州電力勘察設(shè)計(jì)院有限公司，研究方向：電力勘察設(shè)計(jì)。

（責(zé)任編輯：黃銀芳）