張世強

【摘要】：分布式光伏發(fā)電是一種新興的、具有廣闊發(fā)展前景的技術(shù)，具有輸出功率較小、綠色環(huán)保等特點。該技術(shù)采取就近發(fā)電、就近并網(wǎng)、就近轉(zhuǎn)換、就近使用的原則，利用光伏組件將太陽能直接轉(zhuǎn)化為電能，既能緩解局部用電緊張狀況，又能解決長距離輸電的損耗問題，還能與大電網(wǎng)互為備用，提高供電可靠性，對于優(yōu)化我國能源結(jié)構(gòu)、促進(jìn)節(jié)能減排、防治大氣污染具有重要意義。

【關(guān)鍵詞】：電力系統(tǒng)；分布式；光伏發(fā)電

1、導(dǎo)言

隨著分布式光伏發(fā)電度電補貼政策和項目管理辦法的出臺，國內(nèi)的分布式光伏發(fā)電發(fā)展速度越來越快，其規(guī)模也在不斷擴大，但各方面相關(guān)的技術(shù)因素都在某種程度上影響著我國分布式光伏發(fā)電的發(fā)展走向。因此，相關(guān)的技術(shù)人員與技術(shù)部門應(yīng)該格外重視該方面的能源技術(shù)，及時發(fā)現(xiàn)此方面的問題，并根據(jù)實際情況采取有針對性的解決手段，以此完善分布式光伏發(fā)電的技術(shù)水平。

2、分布式光伏發(fā)電的概述

分布式發(fā)電最早出現(xiàn)于1978年美國公共事業(yè)管理政策法，其定義為分布在配電網(wǎng)或負(fù)荷附近的發(fā)電設(shè)施。分布式發(fā)電電源主要包括太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、燃料電池等，發(fā)電規(guī)模普遍較小，且多靠近用戶，可直接向符合供電，或根據(jù)用戶需要近距離輸出電能。與傳統(tǒng)模式相比分布式發(fā)電具有獨特性：可靠性、經(jīng)濟性、靈活性、環(huán)保性。分布式電源多采用中小型或微型電池組，操作方便，且相互獨立，不易發(fā)生大規(guī)模供電事故；靠近用戶，可直接就近向用戶供電，節(jié)省了遠(yuǎn)距離運輸帶來的電力損耗；建設(shè)周期短，見效快，投資少，能夠靈活配置各項資源；分布式電源多為可再生的清潔能源，更加綠色環(huán)保。

3、分布式光伏發(fā)電的前景

隨著傳統(tǒng)能源可開發(fā)資源的日益減少，以及傳統(tǒng)能源在使用過程中對環(huán)境的污染加劇，近年來世界各國都在積極探索新能源的開發(fā)和利用。我國國務(wù)院在2012年10月24日發(fā)布了《中國的能源政策》白皮書，提出大力發(fā)展新能源和可再生能源的重要戰(zhàn)略。新能源，一般指核能、風(fēng)能、太陽能等在新技術(shù)基礎(chǔ)上，可系統(tǒng)的開發(fā)利用的可再生能源。

20世紀(jì)80年代以來，我國在西藏、新疆、內(nèi)蒙等日照時間長、幅員遼闊的西部地區(qū)建設(shè)大型的太陽能電站，利用光伏電板收集太陽光能，并將其轉(zhuǎn)化為電能。光伏發(fā)電被稱為無污染、可持續(xù)再生、運營風(fēng)險低的新能源，但同時存在輸電距離長、占用土地資源的弊端。此外，分布式光伏發(fā)電實行“自發(fā)自用、余電上網(wǎng)、就近消納、電網(wǎng)調(diào)節(jié)”的運營模式，鼓勵各類電力用戶投資建設(shè)和經(jīng)營分布式光伏發(fā)電項目，國家和地方政府進(jìn)行資金補貼。

4、分布式光伏發(fā)電的影響因素與應(yīng)對手段

4.1并網(wǎng)技術(shù)穿透率

在分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)中，其分布式光伏發(fā)電的穿透率是衡量分布式光伏在電網(wǎng)系統(tǒng)中技術(shù)水平的一項重要的指標(biāo)。依據(jù)相關(guān)的研究報告顯示，分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的穿透率應(yīng)嚴(yán)格控制在容量的15%以內(nèi)。但在國內(nèi)，隨著大量的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)出現(xiàn)在國內(nèi)的公共電網(wǎng)體系之中，其真正的穿透率對于電網(wǎng)本身的影響作用也越來越大。對于此類情況，必須要嚴(yán)格控制穿透率的擴大化，保證分布光伏發(fā)電與電網(wǎng)的兼容性，并考慮好對電網(wǎng)內(nèi)的設(shè)施的保護(hù)。

4.2逆功率的注意

這一概念指的是在低壓電網(wǎng)并網(wǎng)分布式光伏系統(tǒng)當(dāng)負(fù)荷很低時試圖通過配電變壓器向中壓電網(wǎng)反送電，該情況下因配電變壓器和線路的阻抗，配電網(wǎng)的電壓也會明顯增高。為防止該情況的出現(xiàn)，一般采取的手段措施有在配電變壓器的次級安裝逆功率檢測與控制裝置，一旦出現(xiàn)逆功率將會使分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)自動斷開，安裝動態(tài)的調(diào)整功率的逆變器，并增加儲能或增加機動負(fù)荷，在必要情況下將多余的電力進(jìn)行吸收。

4.3限制輸送能力

光伏的并網(wǎng)問題是一直限制光伏發(fā)電的最大的影響因素。目前我國的太陽能資源較為豐富，但受到資源區(qū)與負(fù)荷中心相距較遠(yuǎn)的因素影響，無論是以集中式開發(fā)為主的西部地區(qū)還是分散式開發(fā)為主的東部地區(qū)，都面臨著并網(wǎng)難的問題。輸送能力的限制影響著我國分布式光伏并網(wǎng)發(fā)展?？梢哉f，我國的太陽能資源可以在一半地區(qū)以上使用超過1400小時，效率比較良好。但受到地區(qū)上的限制，太陽能資源豐富的地區(qū)多在西部與中部，與我國的電路負(fù)荷中心存在較大的距離差距，使之成為制約光伏發(fā)電發(fā)展的瓶頸。其光伏發(fā)電的消納問題也有待思考，關(guān)鍵點在于打通西部地區(qū)向東部地區(qū)輸送電力的通道。

5、分布式光伏并網(wǎng)發(fā)電的關(guān)鍵技術(shù)

5.1鎖相環(huán)控制技術(shù)

鎖相環(huán)是控制光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)輸出的交流電與市電同頻共相的一項技術(shù)，它作為一種反饋控制電路，接受外部信號后，與自身系統(tǒng)信號比較，再通過其內(nèi)部的相關(guān)環(huán)節(jié)控制內(nèi)部環(huán)路信號的相位和頻率，然后發(fā)出信號。其中鑒相器主要負(fù)責(zé)檢測輸入信號和輸出信號的相位差，并將相位差轉(zhuǎn)化成電壓信號的形式。當(dāng)輸入信號出現(xiàn)波動時，鑒相器的輸出電壓信號將產(chǎn)生紋波。環(huán)路濾波器主要負(fù)責(zé)將這些電壓信號平均化，并去除紋波，得到較為穩(wěn)定的電壓信號。壓控振蕩器主要負(fù)責(zé)接受穩(wěn)定的電壓信號，并產(chǎn)生一定頻率的輸出信號，輸出信號傳到開關(guān)管的控制電路，控制開關(guān)管的開關(guān)，使逆變器的輸出電能與市電同頻共相。

5.2分布式發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)控制技術(shù)

分布式光伏系統(tǒng)具有多并網(wǎng)逆變器和多能量來源等特點，必須注重在并網(wǎng)運行中的相互耦合影響以及并網(wǎng)協(xié)調(diào)的控制問題。為實現(xiàn)負(fù)荷穩(wěn)態(tài)的合理動態(tài)分配，必須注重多個逆變器在獨立運行中的協(xié)調(diào)控制問題，同時還要深入研究能夠適合于并網(wǎng)逆變器的無盲區(qū)孤島檢測問題。

5.3網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浼夹g(shù)

分布式光伏系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與傳統(tǒng)的集中式發(fā)電系統(tǒng)相比，存在較大差異。研究設(shè)計分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，關(guān)鍵要充分考慮當(dāng)?shù)靥柲艿姆植碱A(yù)測和負(fù)荷水平，在可用性、隨機性方面給予正確評估。

結(jié)論

綜上所述，近年來，為解決能源問題和環(huán)境問題，國外許多發(fā)達(dá)國家十分重視分布式光伏系統(tǒng)的研發(fā)，光伏發(fā)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展很快。我國也加大了分布式光伏發(fā)電的支持力度，國家和地方政府相繼出臺了一系列促進(jìn)光伏產(chǎn)業(yè)發(fā)展的相關(guān)政策。目前分布式光伏發(fā)電已在發(fā)電站、交通監(jiān)控、景觀照明、道路照明等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，越來越多的居民開始使用家用太陽能電源產(chǎn)品。當(dāng)前應(yīng)用最廣泛的分布式光伏發(fā)電系統(tǒng)是居民自建房屋、城市居民小區(qū)、產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)廠房等建筑屋頂上的規(guī)模較小的光伏發(fā)電項目，其顯著優(yōu)點是日照輻射好，不占專用地，光伏組件安裝相對自由，系統(tǒng)效率高，便于大規(guī)模推廣應(yīng)用。

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